JP2001118660A - Spark plug - Google Patents

Spark plug

Info

Publication number
JP2001118660A
JP2001118660A JP2000243571A JP2000243571A JP2001118660A JP 2001118660 A JP2001118660 A JP 2001118660A JP 2000243571 A JP2000243571 A JP 2000243571A JP 2000243571 A JP2000243571 A JP 2000243571A JP 2001118660 A JP2001118660 A JP 2001118660A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
spark plug
center electrode
ground electrode
mass
alloy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2000243571A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4217372B2 (en
Inventor
Wataru Matsutani
渉 松谷
Hirotetsu Nasu
弘哲 那須
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Niterra Co Ltd
Original Assignee
NGK Spark Plug Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NGK Spark Plug Co Ltd filed Critical NGK Spark Plug Co Ltd
Priority to JP2000243571A priority Critical patent/JP4217372B2/en
Publication of JP2001118660A publication Critical patent/JP2001118660A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4217372B2 publication Critical patent/JP4217372B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
  • Spark Plugs (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a spark plug of which material of precious metal ignition part is excellent in heat resistance and oxidation and attrition resistance and yet has a good workability and that does not easily suffer from abnormal corrosion even when it is applied to leaded gasoline engine. SOLUTION: With this spark plug 100, the ignition parts 31, 32 are composed mainly of Rh as the principal component, and Rh series precios metal alloy including either one kind or more than two kinds of additional metal element components chosen from Re, Ru, Ir, W, Mo, and Os within 3 to 38% mass.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関に使用され
るスパークプラグに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spark plug used for an internal combustion engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、上述のようなスパークプラグにお
いては、耐火花消耗性向上のために電極の先端にPtや
Ir等を主体とする貴金属チップを溶接して発火部を形
成したタイプのものが多数提案されている。
2. Description of the Related Art In recent years, the above-described spark plugs are of a type in which a noble metal tip mainly composed of Pt, Ir, or the like is welded to the tip of an electrode in order to improve spark wear resistance. Many have been proposed.

【0003】しかしながら近年では、内燃機関の高性能
化により燃焼室内の温度も高くなる傾向にあり、また着
火性向上のために、スパークプラグの発火部を燃焼室内
部に突き出させるタイプのエンジンも多く使用されるよ
うになってきている。また、最近では、自動車エンジン
のメンテナンスフリー化対策の一環として、スパークプ
ラグ無交換による例えば16万km以上連続走行等、以
前の状況からは想像もつかないような苛酷な要望も出さ
れるようになってきている。
However, in recent years, the temperature in the combustion chamber has tended to increase due to the high performance of the internal combustion engine, and in order to improve the ignitability, many types of engines have a spark plug ignition portion protruding into the combustion chamber. Is being used. In recent years, as part of maintenance-free measures for automobile engines, severe demands that cannot be imagined from the previous situation, such as continuous running of 160,000 km or more without replacement of spark plugs, have been issued. ing.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上述のような状況で
は、いかに貴金属チップを使用しているといえども種々
の問題が生ぜざるを得ない。例えば、Pt系の貴金属チ
ップの場合は、内燃機関の使用状況によっては耐熱性が
やや不足することがあり、例えば発火部での火花発生位
置が偏って局部的にチップ温度が上昇したりすると、チ
ップが部分的に溶融し(以下、これを発汗現象とい
う)、例えばチップ表面に凹凸が生じて局部的に火花放
電ギャップ間隔が狭くなり、ギャップ短絡等の不具合を
生ずる場合がある。他方、Ptよりも高融点のIr系の
貴金属チップを使用した場合、耐熱性は大幅に改善され
るが、Irは高温で酸化揮発しやすい性質を有している
ことから、長時間の高速走行を繰り返してある温度以上
に上昇すると、急激に発火部が消耗し、火花ギャップ間
隔が拡大してしまう欠点がある。また、これとは別の問
題として、Irは常温及び高温のいずれにおいても延性
あるいは展性に乏しいことから、発火部を形成するため
のチップを鍛造、圧延あるいは打抜き等の加工により製
造しようとすると、材料歩留まりと製造能率が低下して
量産性が悪化する欠点がある。
In the above-mentioned situation, various problems are unavoidable no matter how the noble metal tip is used. For example, in the case of a Pt-based noble metal tip, the heat resistance may be slightly insufficient depending on the use condition of the internal combustion engine. For example, if the spark generation position in the ignition part is biased and the tip temperature rises locally, The chip is partially melted (hereinafter, referred to as a sweating phenomenon), for example, the surface of the chip becomes uneven, and the gap of the spark discharge gap is locally narrowed, which may cause a problem such as gap short circuit. On the other hand, when an Ir-based noble metal tip having a higher melting point than Pt is used, the heat resistance is greatly improved, but since Ir has a property of being easily oxidized and volatilized at a high temperature, long-time high-speed running is possible. When the temperature rises above a certain temperature, the ignition portion is rapidly consumed and the spark gap interval is increased. Another problem is that Ir is poor in ductility or malleability at both room temperature and high temperature. Therefore, it is necessary to manufacture a chip for forming a ignited portion by processing such as forging, rolling or punching. In addition, there is a disadvantage that the material yield and the production efficiency are reduced and mass productivity is deteriorated.

【0005】また、別の問題として、ガソリンエンジン
の燃料の無鉛化が遅れている一部の国や地域では、アン
チノック剤として四メチル鉛などを添加した有鉛ガソリ
ンが現在でも使用されている。そして、これらの国や地
域でも、高級車等においては貴金属チップを使用したス
パークプラグが使用され始めているが、本発明者らの検
討によると、有鉛ガソリンを使用するエンジンに、Pt
系あるいはIr系の発火部を使用したスパークプラグを
適用すると、ガソリン中に含まれるPb(鉛)成分の影
響により発火部が異常腐食し、本来期待されているレベ
ルには程遠い耐久性しか得られなくなってしまうことが
判明した。
As another problem, leaded gasoline to which tetramethyl lead or the like is added as an anti-knock agent is still used in some countries and regions where lead-free fuel of gasoline engines is delayed. . In these countries and regions, spark plugs using noble metal chips have begun to be used in high-end vehicles and the like. However, according to studies by the present inventors, Pt is not used for engines using leaded gasoline.
When a spark plug using an ignition system based on Ir or Ir is applied, the ignition system is abnormally corroded due to the effect of the Pb (lead) component contained in gasoline, and only a durability far from the originally expected level can be obtained. It turned out to be gone.

【0006】本発明は、貴金属発火部を形成したスパー
クプラグにおいて、耐熱性と耐酸化消耗性との双方にお
いて優れ、かつ加工性も良好な材質により発火部が構成
されたスパークプラグを提供すること、及び、有鉛ガソ
リンエンジンに適用した場合においても、貴金属発火部
の異常腐食を生じにくく、貴金属発火部本来の優れた耐
久性を確保できるスパークプラグを提供することにあ
る。
An object of the present invention is to provide a spark plug having a noble metal ignition portion, wherein the ignition portion is made of a material which is excellent in both heat resistance and oxidation wear resistance and has good workability. Also, an object of the present invention is to provide a spark plug which is less likely to cause abnormal corrosion of a noble metal firing portion even when applied to a leaded gasoline engine, and which can secure the excellent durability inherent in the noble metal firing portion.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段及び作用・効果】本発明の
第一発明に係るスパークプラグは、中心電極と、その中
心電極の外側に設けられた絶縁体と、その絶縁体の外側
に設けられた主体金具と、中心電極と対向するように配
置された接地電極と、それら中心電極と接地電極との少
なくとも一方に固着されて火花放電ギャップを形成する
発火部とを備え、発火部が、Rhを主成分とし、さらに
添加金属元素成分として、Re、Ru、Ir、W、Mo
及びOsから選ばれる1種又は2種以上を3〜38質量
%の範囲にて含有するRh系貴金属合金を主体に構成さ
れたことを特徴とする。
A spark plug according to a first aspect of the present invention has a center electrode, an insulator provided outside the center electrode, and a spark plug provided outside the insulator. A metal shell, a ground electrode disposed so as to face the center electrode, and a firing portion fixed to at least one of the center electrode and the ground electrode to form a spark discharge gap. As a main component, and as additional metal element components, Re, Ru, Ir, W, and Mo.
And an Os-based precious metal alloy containing one or more selected from Os in the range of 3 to 38% by mass.

【0008】なお、上記発火部は、上記Rh系貴金属合
金を主体とするチップを、接地電極及び/又は中心電極
に対し溶接により接合して形成することができる。この
場合、本明細書でいう「発火部」とは、接合されたチッ
プのうち、溶接による組成変動の影響を受けていない部
分(例えば、溶接により接地電極ないし中心電極の材料
と合金化した部分を除く残余の部分)を指すものとす
る。
The ignition portion can be formed by welding a tip mainly composed of the Rh-based noble metal alloy to a ground electrode and / or a center electrode by welding. In this case, the term "ignited portion" as used herein means a portion of the joined chips that is not affected by the composition change due to welding (for example, a portion alloyed with the material of the ground electrode or the center electrode by welding). (The remaining part excluding).

【0009】上記本発明のスパークプラグにおいては、
その発火部を構成するRh系貴金属合金の主金属元素成
分としてRhを使用し、さらにこれに添加金属元素成分
として、Re、Ru、Ir、W、Mo及びOsから選ば
れる1種又は2種以上を3〜38質量%の範囲にて配合
している。Rhの融点は約1960℃であり、少なくと
もPtの1769℃よりは高温であることから、従来の
Pt系の発火部よりは耐熱性が良好である。他方、Rh
は、Irよりは低融点であるが、Rhより高融点のRe
(融点:約3180℃)、Ru(融点:約2250
℃)、Ir(融点:約2443℃)、W(融点:約33
80℃)、Mo(融点:約2630℃)あるいはOs
(融点:約3045℃)からなる添加金属元素成分を上
記の組成範囲で配合していることから、その耐熱性が大
幅に改善される。
In the spark plug according to the present invention,
Rh is used as a main metal element component of the Rh-based noble metal alloy constituting the ignition portion, and one or more selected from Re, Ru, Ir, W, Mo, and Os as additional metal element components. In a range of 3 to 38% by mass. Since the melting point of Rh is about 1960 ° C., which is higher than at least 1769 ° C. of Pt, it has better heat resistance than the conventional Pt-based ignition part. On the other hand, Rh
Has a lower melting point than Ir but a higher melting point than Rh.
(Melting point: about 3180 ° C), Ru (melting point: about 2250)
° C), Ir (melting point: about 2443 ° C), W (melting point: about 33
80 ° C), Mo (melting point: about 2630 ° C) or Os
Since the added metal element component (melting point: about 3045 ° C.) is blended in the above composition range, the heat resistance is greatly improved.

【0010】その結果、Pt系貴金属合金の発火部で問
題となる発汗現象等が防止ないし抑制されることはもち
ろん、例えば従来のIr系の発火部と比較しても遜色の
ない耐熱性能が実現される。また、Ir系貴金属合金と
異なり、Rh系貴金属合金は高温での耐酸化消耗性が良
好であるので、発火部の温度上昇が著しい環境下におい
てもその耐久性が顕著に向上する。さらに、発火部を構
成する上記組成のRh系貴金属合金は、Ir系貴金属合
金と比較してはるかに優れた加工性を有し、例えば比較
的低硬度で変形能が大きく、展延性にも富むことを利用
して、発火部を形成するための貴金属チップを極めて能
率よくかつ高歩留まりで製造できることから、製造コス
ト低減にも大幅に寄与する。
As a result, it is possible to prevent or suppress the sweating phenomenon which is a problem in the ignition portion of the Pt-based noble metal alloy, as well as to realize a heat resistance comparable to that of the conventional Ir-based ignition portion. Is done. Also, unlike Ir-based noble metal alloys, Rh-based noble metal alloys have good resistance to oxidation and wear at high temperatures, so that their durability is remarkably improved even in an environment where the temperature of the ignition part is significantly increased. Further, the Rh-based noble metal alloy having the above composition constituting the ignition portion has much better workability than the Ir-based noble metal alloy, for example, has relatively low hardness, large deformability, and excellent ductility. By taking advantage of this fact, the noble metal tip for forming the ignition portion can be manufactured extremely efficiently and with a high yield, which greatly contributes to a reduction in manufacturing cost.

【0011】また、発火部が、Rhを主成分とするRh
系貴金属合金を主体に構成された本発明のスパークプラ
グでは、有鉛ガソリンを使用するエンジンに適用した場
合に、ガソリン中の鉛成分に由来する腐食(以下、鉛腐
食と称する)を効果的に抑制することができる。このよ
うに、本発明によれば、Pt系貴金属合金あるいはIr
系貴金属合金による発火部の欠点がことごとく解決され
た、画期的な性能を有するスパークプラグが提供され
る。
[0011] Further, the ignition portion is made of Rh mainly composed of Rh.
The spark plug of the present invention mainly composed of a precious metal alloy, when applied to an engine using leaded gasoline, effectively prevents corrosion derived from the lead component in gasoline (hereinafter referred to as lead corrosion). Can be suppressed. Thus, according to the present invention, a Pt-based noble metal alloy or Ir
Disclosed is a spark plug having an epoch-making performance in which all the drawbacks of the ignition portion due to the precious metal alloy are solved.

【0012】添加金属元素成分の配合量が38質量%を
超えると、有鉛ガソリンエンジンに適用したときの耐鉛
腐食性を十分に確保できなくなる。また、添加金属元素
成分の種類によっては、発火部の耐酸化消耗性が損なわ
れたりすることもある。また、合金の加工性を良好に維
持するためには、添加金属元素成分の配合量を35質量
%以下に留めることが望ましい。例えば、焼結法にてチ
ップを製造する場合のように材料の加工性がそれほど問
題とならない場合は、添加金属元素成分の配合量を38
質量%程度まで増加させ、発火部の耐熱性を一層向上さ
せることも可能である。他方、溶解インゴットの熱間加
工によりチップを製造する場合は、加工性の悪化により
製造能率あるいは歩留まりの低下を招かぬよう、添加金
属元素成分の配合量を35質量%以下に留めることが望
ましい。
If the amount of the added metal element component exceeds 38% by mass, it is not possible to sufficiently secure lead corrosion resistance when applied to a leaded gasoline engine. Further, depending on the type of the added metal element component, the oxidation resistance of the ignition portion may be impaired. In addition, in order to maintain good workability of the alloy, it is desirable that the amount of the added metal element component is limited to 35% by mass or less. For example, when the workability of the material does not matter so much as in the case of manufacturing chips by a sintering method, the compounding amount of the additional metal element component is set to 38.
It is also possible to further increase the heat resistance of the ignition part by increasing it to about mass%. On the other hand, when a chip is manufactured by hot working of a molten ingot, it is desirable to keep the amount of the added metal element component at 35% by mass or less so as not to lower the manufacturing efficiency or the yield due to the deterioration of workability. .

【0013】なお、耐酸化消耗性の悪化と加工性低下と
の、どちらの不具合を生ずるかは、添加金属元素成分の
種類によっても異なる。例えば、高温で酸化揮発しやす
いIrの配合量が多くなり過ぎた場合、発火部の耐酸化
消耗性が損なわれるのは当然ともいえる。このほか、揮
発性の酸化物を形成しやすいRuも、過度の配合は同様
の不具合をもたらす。なお、IrやRuほど顕著ではな
いが、ReやWも、上記組成範囲を超えて配合された場
合に、発火部の耐酸化消耗性能の低下を招くことがあ
る。一方、Re、RuあるいはIrは、過度の配合を行
った場合、高温あるいは低温での材料の延性が損なわれ
加工性の低下を招きやすくなる。なお、添加金属元素成
分の配合量は、より望ましくは5〜15質量%の範囲に
て調整するのがよい。例えば、IrやRuのように、高
温(例えば900℃以上)にて揮発性の高い酸化物を生
じやすい金属元素成分については、その配合量を15質
量%以下とすることで、発火部の耐酸化消耗性を一層良
好に確保することができる。また、酸化物の揮発性はこ
れら元素ほどではないが、ReやMoも、比較的低温
(例えば600〜700℃前後)にて酸化物が形成され
やすいことから、配合量を同様に15質量%以下とする
ことが望ましいといえる。
It should be noted that which of the following problems occurs, that is, the deterioration of the oxidation resistance and the deterioration of the workability, also depends on the type of the added metal element component. For example, if the compounding amount of Ir, which is easily oxidized and volatilized at a high temperature, becomes too large, it is natural that the oxidation resistance of the ignition portion is deteriorated. In addition, excessive mixing of Ru, which easily forms volatile oxides, causes similar problems. Although not as remarkable as Ir and Ru, Re and W may also lead to a decrease in the oxidation and wear resistance of the ignited portion when blended beyond the above composition range. On the other hand, if Re, Ru or Ir is excessively blended, the ductility of the material at high or low temperature is impaired, and workability is likely to be reduced. The amount of the added metal element component is more preferably adjusted in the range of 5 to 15% by mass. For example, with respect to metal element components such as Ir and Ru, which easily generate highly volatile oxides at high temperatures (for example, 900 ° C. or higher), the content of the metal element components is set to 15% by mass or less, so that the acid resistance of the ignition portion is reduced. It is possible to further ensure the chemical consumption. Although the volatility of the oxide is not as high as these elements, Re and Mo are also easily mixed at a relatively low temperature (for example, around 600 to 700 ° C.). It can be said that the following is desirable.

【0014】他方、添加金属元素成分の配合量が3質量
%未満になると、添加金属元素成分配合による耐熱性改
善効果が不十分なものとなる。
On the other hand, if the amount of the added metal element component is less than 3% by mass, the effect of improving the heat resistance by the added metal element component becomes insufficient.

【0015】次に、主金属元素成分たるRhの含有量
は、60〜97質量%となっていることが望ましい。R
hの含有量が60質量%未満となった場合、発火部を構
成するRh系貴金属合金の耐酸化消耗性あるいは加工性
が不十分となり、本発明の目的を達成できなくなる。他
方、97質量%を超えてRhが含有されることは、耐熱
性改善のための添加金属元素成分の含有量が不足するこ
とを意味し、これら添加金属元素成分配合による耐熱性
改善効果が不十分なものとなる。一方、耐鉛腐食性をよ
り良好に確保する観点においては、Rhの含有量は上記
よりもやや多い、62〜97質量%の範囲に調整するこ
とが望ましい。
Next, the content of Rh as the main metal element component is desirably 60 to 97% by mass. R
When the content of h is less than 60% by mass, the oxidation-based wear resistance or workability of the Rh-based noble metal alloy constituting the ignition portion becomes insufficient, and the object of the present invention cannot be achieved. On the other hand, when the content of Rh exceeds 97% by mass, the content of the added metal element component for improving the heat resistance is insufficient, and the effect of improving the heat resistance by the addition of the added metal element component is not sufficient. Will be enough. On the other hand, from the viewpoint of better securing the lead corrosion resistance, the content of Rh is desirably adjusted to a slightly higher range than the above, in the range of 62 to 97% by mass.

【0016】なお、個々の元素に着目してみた場合、ど
のような性質を優先させるかによって、Rhに対するよ
り望ましい配合範囲が個別に存在する場合がある。例え
ば、発火部の加工性、耐衝撃性、あるいは耐久性を良好
に確保する観点においては、各元素を、3質量%以上で
あってかつRhに対する固溶限以下(固溶限は温度によ
り異なるが、目安としては室温での値)の範囲内にて配
合することが望ましいといえる。固溶限を超えて元素が
配合された場合、複数相が混在した材料組織を呈し、例
えば変形抵抗の増大や延性の低下により加工性や耐衝撃
性が損なわれる場合がある。例えば、Rhが主体となる
相(以下、主成分系相という)と、添加金属元素成分が
主体となる相(以下、添加成分系相という)とが混在す
る組織となる場合、主成分系相は概ね変形能が高いが、
RuあるいはReを主体とする添加成分系相は変形能の
低い稠密六方充填(hcp)構造となるため、加工性が
低下する場合がある。また、Rhとの間に、変形しにく
い中間相を形成する成分(W、Mo)についても、同様
のことがいえる。さらに、hcp構造は示さないが、I
rも生成される添加成分系相の変形能が低いため、加工
性が低下する場合がある。
When attention is paid to individual elements, a more desirable compounding range for Rh may exist individually depending on what property is given priority. For example, from the viewpoint of ensuring good workability, impact resistance, or durability of the ignited portion, each element is not less than 3% by mass and not more than the solid solubility limit with respect to Rh (the solid solubility limit varies depending on the temperature. However, it can be said that it is desirable to mix them within the range of (value at room temperature as a guide). When the element is blended beyond the solid solubility limit, a material structure in which a plurality of phases are mixed is exhibited, and for example, workability and impact resistance may be impaired due to an increase in deformation resistance and a decrease in ductility. For example, when a structure in which a phase mainly composed of Rh (hereinafter, referred to as a main component phase) and a phase mainly composed of an additive metal element component (hereinafter, referred to as an additive component phase) is mixed, the main component phase is used. Is generally highly deformable,
Since the additive component phase mainly composed of Ru or Re has a dense hexagonal packing (hcp) structure with low deformability, workability may be reduced. The same can be said for the components (W, Mo) that form an intermediate phase that is hardly deformed with Rh. In addition, although the hcp structure is not shown,
Since r also has a low deformability of the generated additive component system phase, workability may be reduced.

【0017】他方、耐熱性向上の観点からは、比較的少
量の配合でも顕著な液相線温度の上昇が期待できる成分
が望ましいといえる。この場合、高融点の添加金属元素
成分が耐熱性向上には有利に作用するようにも思われる
が、Rhに対する各成分の公知の二元系平衡状態図(例
えば、Binary Alloy Phase Diagrams (Second Edition
plus Updates version1.0), 1996, ASM Internationa
l)を参照する限り、例えば本発明における添加金属元
素成分の配合量範囲においては、添加金属元素成分の融
点が高くなるほど液相線温度上昇への効果も大きくなる
とは、必ずしも言い切れない側面がある。例えば、添加
金属元素成分のうち、単体状態で最も高融点のWは、上
記組成範囲における1質量%当りの平均の液相線温度上
昇率は5℃程度であるが、それよりやや低融点のReで
は30℃近くにも達する。該液相線温度上昇率は耐熱性
向上効果の大小を示す指標と考えることもでき、この観
点において上記添加金属元素成分の耐熱性向上効果の序
列を示せばRe>Os>Ir>W>Ru>Moとなる。
On the other hand, from the viewpoint of improving the heat resistance, it can be said that a component which can be expected to significantly increase the liquidus temperature even with a relatively small amount of compounding is desirable. In this case, although it seems that the additive metal element component having a high melting point is advantageous in improving the heat resistance, a known binary equilibrium diagram of each component with respect to Rh (for example, Binary Alloy Phase Diagrams (Second Edition))
plus Updates version1.0), 1996, ASM Internationala
As far as l) is referred, for example, in the range of the amount of the added metal element component in the present invention, it cannot be said that the higher the melting point of the added metal element component, the greater the effect on the liquidus temperature rise is. is there. For example, among the added metal element components, W having the highest melting point in a simple substance state has an average liquidus temperature rise rate of about 5 ° C. per 1 mass% in the above composition range, but has a slightly lower melting point. Re reaches nearly 30 ° C. The liquidus temperature rise rate can also be considered as an index indicating the magnitude of the effect of improving the heat resistance. In this respect, if the order of the effect of improving the heat resistance of the added metal element component is shown, Re>Os>Ir>W> Ru > Mo.

【0018】なお、Rhに対する室温での固溶限と、耐
熱性向上効果との両観点から、各成分の望ましい配合範
囲を列記すれば、以下のようになる(なお、括弧内は、
前述した望ましい範囲である5〜15質量%との重なり
を取った、さらに望ましい範囲を示している)。 ・Re:3〜20質量%(5〜15質量%)。 ・Ru:5〜34.5質量%(10〜15質量%)。 ・Ir:5〜35質量%(5〜15質量%)。 ・W:5〜23質量%(5〜15質量%)。 ・Mo:5〜8質量%。 ・Os:5〜35質量%(5〜15質量%)。
From the viewpoints of both the solid solubility limit with respect to Rh at room temperature and the effect of improving the heat resistance, the desirable compounding ranges of the respective components are listed as follows.
An overlap with the desirable range of 5 to 15% by mass described above is shown, and a more desirable range is shown). Re: 3 to 20% by mass (5 to 15% by mass). -Ru: 5 to 34.5 mass% (10 to 15 mass%). Ir: 5 to 35% by mass (5 to 15% by mass). -W: 5 to 23 mass% (5 to 15 mass%). -Mo: 5 to 8 mass%. Os: 5 to 35% by mass (5 to 15% by mass).

【0019】また、耐鉛腐食性を確保させる上でより望
ましいRh系貴金属への添加元素は、Re、Mo、Ir
及びRuの4種類である。特にRh系貴金属中のIrに
関しては、その含有量を3〜38質量%とすることが、
発火部の耐熱性と耐鉛腐食性とを両立させる上で望まし
く、さらに望ましくは、Irの含有量を13〜30質量
%とするのがよい。
In order to ensure the lead corrosion resistance, more desirable elements to be added to the Rh-based noble metal are Re, Mo, Ir.
And Ru. In particular, regarding the content of Ir in the Rh-based noble metal, the content is preferably set to 3 to 38% by mass.
It is desirable to achieve both heat resistance and lead corrosion resistance of the ignition part, and more desirably, the Ir content is 13 to 30% by mass.

【0020】次に、発火部を形成するための合金チップ
としては、原料を所定の組成となるように配合・溶解し
て得られる溶解合金に対し所定の加工を施して形成され
たものが使用できる。なお、ここでいう「加工」とは、
圧延、鍛造、切削、切断及び打抜きの少なくともいずれ
かを単独で、又は複数を組み合わせてなされるものを意
味するものとする。この場合、圧延、鍛造、あるいは打
抜き等の加工は、合金を所定の温度に昇温して行ういわ
ゆる熱間加工(あるいは温間加工)により行うことがで
きる。その加工温度は合金組成にもよるが、例えば70
0℃以上とするのがよい。本発明のスパークプラグにお
けるチップ材質においては、とりわけ熱間打抜加工に対
する特性が良好であり、例えば溶解合金を熱間圧延によ
り板状に加工し、さらにその板材を熱間打抜加工により
所定の形状に打ち抜いてチップを形成するようにすれ
ば、チップの製造効率が著しく改善され、チップの製造
単価を大幅に低減することができる。なお、溶解合金を
熱間圧延又は熱間鍛造により線状あるいはロッド状に加
工した後、これを長さ方向に所定長に切断してチップを
形成する方法も可能である。
Next, as an alloy chip for forming the ignition portion, a chip formed by subjecting a molten alloy obtained by mixing and melting a raw material to a predetermined composition to a predetermined processing is used. it can. In addition, "processing" here means
At least one of rolling, forging, cutting, cutting, and punching is meant to be performed alone or in combination. In this case, processing such as rolling, forging, or punching can be performed by so-called hot working (or warm working) performed by raising the temperature of the alloy to a predetermined temperature. The processing temperature depends on the alloy composition.
The temperature is preferably set to 0 ° C. or higher. The chip material in the spark plug of the present invention has particularly good properties for hot stamping, for example, a molten alloy is processed into a plate by hot rolling, and the plate is further subjected to a predetermined process by hot stamping. If a chip is formed by punching into a shape, the chip manufacturing efficiency is significantly improved, and the chip manufacturing cost can be significantly reduced. Note that a method is also possible in which a molten alloy is worked into a linear shape or a rod shape by hot rolling or hot forging, and then cut into a predetermined length in a length direction to form a chip.

【0021】上記本発明の各構成においては、発火部を
構成するRh系貴金属合金において、その添加金属元素
成分の濃度分布に縞状の濃淡を生じている場合、その濃
淡縞の方向を、例えば発火部における電圧印加方向(す
なわち放電方向)とほぼ平行となるように、当該発火部
を形成することができる(以下、平行態様という)。こ
れによれば、次のような効果が達成される。 縞状の濃淡分布が生ずる場合、その濃淡縞の方向に合
金結晶方位の指向性が生じやすくなる。例えば、添加金
属元素成分の濃度差の大きい領域同士は、熱膨張率にも
差があり、生じた発火部に冷熱サイクルが繰り返される
と、濃淡縞に沿った剥離により発火部の消耗が進むこと
がある。また、濃淡縞の境界付近での局部的な腐食によ
り剥離が進行することも考えられる。しかしながら、い
ずれにしろ、図2(c)に示すように、この剥離は上記
平行態様では濃淡縞(J)の向きである電圧印加方向、
すなわち火花放電ギャップ(g)の間隔方向に生ずる形
になるので、残っている発火部(31)の合金結晶はギ
ャップ間隔方向の寸法を比較的維持しやすい。従って、
多少の消耗が進行しても火花放電ギャップgの間隔が変
化しにくい利点がある。濃淡縞の方向に延びる合金結晶
組織が、板状ではなく繊維状を呈していると、剥離の進
行も鈍くなるので、一層有利であるといえる。
In each of the configurations of the present invention described above, in the Rh-based noble metal alloy constituting the ignition portion, when the concentration distribution of the added metal element component has a stripe-like density, the direction of the stripe is changed to, for example, The ignition portion can be formed so as to be substantially parallel to the voltage application direction (that is, the discharge direction) at the ignition portion (hereinafter, referred to as a parallel mode). According to this, the following effects are achieved. When a stripe-like density distribution occurs, directivity of the alloy crystal orientation tends to occur in the direction of the density stripe. For example, regions having a large difference in the concentration of the added metal element component also have a difference in the coefficient of thermal expansion, and when the cooling and heating cycle is repeated on the generated ignition portion, the consumption of the ignition portion proceeds due to separation along the gray stripes. There is. It is also conceivable that peeling may proceed due to local corrosion near the boundary of the gray stripes. However, in any case, as shown in FIG. 2C, this peeling is performed in the voltage application direction, which is the direction of the light and dark stripes (J) in the above-mentioned parallel mode.
That is, since the shape of the spark discharge gap (g) occurs in the direction of the gap, the remaining alloy crystal of the ignition portion (31) can relatively easily maintain the dimension in the direction of the gap. Therefore,
There is an advantage that the interval of the spark discharge gap g is hard to change even if a little wear progresses. If the alloy crystal structure extending in the direction of the light and shade stripes has a fibrous shape instead of a plate-like shape, the progress of peeling is slowed down, which is more advantageous.

【0022】接地電極側面が中心電極先端面と対向す
る、いわゆる平行型スパークプラグの場合においては、
図2(c)に示すように、中心電極(3)の軸線方向に
発火部(31)の濃淡縞(J)の方向が一致する形とな
り、合金結晶の方位もこの向きに揃いやすくなる。その
結果、発火部(31)は中心電極(3)の軸線方向の伝
熱性が良好となり、発火部の熱引き特性改善に寄与す
る。また、発火部(31)は、長手方向に上記濃淡縞と
ともに繊維状の結晶粒が成長したロッド状の合金(回転
鍛造加工あるいは伸線加工により容易に製造できる)
を、放電加工等によりいわば輪切りにしてチップを製造
でき、例えばチップ製造時に無駄が生じにくく、製造歩
留まりを向上できる。
In the case of a so-called parallel type spark plug in which the side surface of the ground electrode faces the front end surface of the center electrode,
As shown in FIG. 2C, the direction of the light and shade stripes (J) of the ignition portion (31) coincides with the axial direction of the center electrode (3), and the orientation of the alloy crystal is easily aligned in this direction. As a result, the ignition part (31) has good heat conductivity in the axial direction of the center electrode (3), and contributes to the improvement of the heat removal characteristic of the ignition part. The ignition portion (31) is a rod-shaped alloy in which fibrous crystal grains are grown along with the above-mentioned light and shade stripes in the longitudinal direction (can be easily manufactured by rotary forging or wire drawing).
Can be cut into a circle by electrical discharge machining or the like, so that chips can be manufactured. For example, waste is less likely to occur during chip manufacturing, and the manufacturing yield can be improved.

【0023】他方、上記濃淡縞の方向を、例えば発火部
における電圧印加方向(すなわち放電方向)とほぼ直交
するように当該発火部を形成することもできる(以下、
直交態様という)。これによれば、発火部の消耗自体が
抑制され、火花放電ギャップ幅の増加抑制効果がさらに
向上する。すなわち、図2(b)に示すように、濃淡縞
(J)の方向が放電電圧の印加方向とは交差する形にな
るので、濃淡縞の境界が発火面(31s)にほとんど露
出しなくなる。その結果、濃淡縞境界付近の局部腐食に
よる剥離が抑制され、発火部の消耗が進行しにくくなる
ものと推測される。
On the other hand, the ignition portion may be formed such that the direction of the light and shade stripes is substantially perpendicular to, for example, the direction of voltage application (ie, the discharge direction) at the ignition portion (hereinafter, referred to as the discharge portion).
Orthogonal mode). According to this, the consumption itself of the ignition portion is suppressed, and the effect of suppressing the increase in the spark discharge gap width is further improved. That is, as shown in FIG. 2B, the direction of the light and dark stripes (J) intersects with the direction in which the discharge voltage is applied, so that the boundary of the light and dark stripes is hardly exposed on the ignition surface (31s). As a result, it is presumed that peeling due to local corrosion near the boundary of the light and shade stripes is suppressed, and that the ignited portion is less likely to be consumed.

【0024】なお、本発明においては、添加金属元素成
分の縞状の濃度分布において、該添加金属元素成分濃度
が合金平均値以上となる領域を添加金属元素系相領域と
いい、同じく合金平均値より小さくなる領域を主成分系
相領域という。この場合、上記Rh系貴金属合金は、例
えば上記主成分元素を主体とする主成分系相領域と、添
加金属元素成分の含有量が主成分系相領域よりも多く、
かつ主成分元素の含有量が主成分系相領域の97%以下
となる添加金属元素系相領域とがそれぞれ偏平形状をな
して、発火部における電圧印加方向に対して略直交する
ように、あるいは略平行となるように、多数層状に積層
された組織を有するものとして構成できる。
In the present invention, in the striped concentration distribution of the additive metal element component, a region where the additive metal element component concentration is equal to or higher than the alloy average value is referred to as an additive metal element system phase region. The smaller area is called the main component phase area. In this case, the Rh-based noble metal alloy has, for example, a main component phase region mainly containing the main component element and a content of the additional metal element component larger than that of the main component phase region,
In addition, the added metal element-based phase region in which the content of the main component element is 97% or less of the main component-based phase region has a flat shape, and is substantially perpendicular to the voltage application direction in the ignition portion, or It can be configured as having a multi-layered structure so as to be substantially parallel.

【0025】ここで、合金中の個々の主成分系相領域及
び個々の添加金属元素系相領域は、合金を構成する結晶
粒形態と必ずしも関連を有していなくともよく、例え
ば、各領域の少なくとも一部のものが、それぞれ多数の
結晶粒が集合して形成される偏平な集合粒領域となって
おり、その集合粒領域の単位で互いに積層された形態に
なっていてもよい。
Here, the individual main component-based phase regions and the individual added metal element-based phase regions in the alloy do not necessarily have to be related to the crystal grain morphology constituting the alloy. At least a part thereof may be a flat aggregated grain region formed by assembling a large number of crystal grains, and the aggregated grain region may be stacked on each other.

【0026】上記本発明のスパークプラグは、具体的に
は次のように構成できる。 (A)接地電極の一端を主体金具に結合するとともに、
他端側を中心電極側に曲げ返して、その側面が中心電極
の先端面と対向するように配置する。発火部は、中心電
極の先端面と当該先端面と対向する接地電極の側面との
少なくともいずれかに形成し、偏平形状をなす主成分系
相領域と添加金属元素系相領域とが、直交態様の場合は
中心電極の軸線方向に積層された組織を有するものと
し、平行態様の場合はこれと略直交する向きに積層され
た組織を有するものとする。
The spark plug according to the present invention can be specifically configured as follows. (A) While connecting one end of the ground electrode to the metal shell,
The other end is bent back to the center electrode side, and the side face is arranged so as to face the tip end face of the center electrode. The ignition portion is formed on at least one of the tip surface of the center electrode and the side surface of the ground electrode facing the tip surface, and the main component-based phase region and the additive metal element-based phase region having a flat shape are orthogonal to each other. In the case of (1), the structure has a structure laminated in the axial direction of the center electrode, and in the case of the parallel mode, the structure has a structure laminated in a direction substantially orthogonal to this.

【0027】(B)発火部を、中心電極の先端面に固着
する。接地電極は、その一端を主体金具に結合するとと
もに、他端側を中心電極側に曲げ返して、その先端面が
発火部の側面と対向するように配置する。そして、上記
発火部は、偏平形状をなす主成分系相領域と添加金属元
素系相領域とが、直交態様の場合は中心電極の軸線方向
に積層された組織を有するものとし、平行態様の場合は
これと略直交する向きに積層された組織を有するものと
する。
(B) The firing part is fixed to the front end face of the center electrode. The ground electrode has one end connected to the metal shell and the other end bent back toward the center electrode, and is disposed such that the front end surface thereof faces the side surface of the firing portion. The ignition portion has a structure in which the main component-based phase region and the additive metal element-based phase region each having a flat shape are stacked in the axial direction of the center electrode in the case of the orthogonal mode, and in the case of the parallel mode. Has a structure laminated in a direction substantially perpendicular to this.

【0028】なお、本明細書において「偏平形状」と
は、積層方向における最大寸法が、これと直交する任意
の向きにおける寸法の最大値よりも小さいことをいう。
例えば、主成分系相領域と添加金属元素系相領域とは、
それぞれ板状に形成されていてもよいし、一方向に延伸
された棒状ないし繊維状に形成されていてもよい。ま
た、当然のことであるが、本発明において発火部の組織
形態は上記のものに限定されず、例えば上記のような縞
状の成分濃淡が必ずしも明確に生じていなくともよい。
In this specification, the term "flat shape" means that the maximum dimension in the laminating direction is smaller than the maximum value of the dimension in any direction perpendicular to the laminating direction.
For example, the main component phase region and the additive metal element phase region are:
Each of them may be formed in a plate shape, or may be formed in a rod shape or a fibrous shape which is stretched in one direction. In addition, as a matter of course, in the present invention, the morphology of the ignition portion is not limited to the above, and, for example, the above-mentioned striped component shading does not necessarily have to be clearly generated.

【0029】なお、チップを構成する材料には、元素周
期律表の3A族(いわゆる希土類元素)及び4A族(T
i、Zr、Hf)に属する金属元素の酸化物(複合酸化
物を含む)を0.1〜15質量%の範囲内で含有させる
ことができる。これにより、添加金属元素成分の、特に
Ir、Ru、Re、Wの酸化・揮発による消耗がさらに
効果的に抑制される。上記酸化物の含有量が0.1質量
%未満になると、当該酸化物添加による添加金属元素成
分の酸化・揮発防止効果が十分に得られなくなる。一
方、酸化物の含有量が15質量%を超えると、チップの
耐熱性が却って損なわれてしまうことがある。なお、上
記酸化物としては、Yが好適に使用されるが、こ
のほかにもLa、ThO、ZrO等を好まし
く使用することができる。
The materials constituting the chip include Group 3A (so-called rare earth element) and Group 4A (T
An oxide (including a composite oxide) of a metal element belonging to i, Zr, Hf) can be contained in the range of 0.1 to 15% by mass. As a result, consumption of the added metal element component, particularly Ir, Ru, Re, and W due to oxidation and volatilization, is more effectively suppressed. If the content of the oxide is less than 0.1% by mass, the effect of preventing the oxidation and volatilization of the added metal element component by the addition of the oxide cannot be sufficiently obtained. On the other hand, when the oxide content exceeds 15% by mass, the heat resistance of the chip may be impaired. In addition, as the above-mentioned oxide, Y 2 O 3 is preferably used, but in addition, La 2 O 3 , ThO 2 , ZrO 2 and the like can be preferably used.

【0030】本発明のスパークプラグは、接地電極は側
面が中心電極の先端面と対向する形にて配置された、い
わゆる平行対向型スパークプラグとして構成することが
できる。このような平行対向型スパークプラグにおいて
は、有鉛ガソリンエンジンに使用したときの鉛腐食の問
題が、電極温度の上がりやすい接地電極側にてより生じ
やすく、極端な場合、接地電極側の発火部だけが鉛腐食
の影響を大きく受けるといったこともありうる。この場
合、該接地電極側に固着される接地電極側発火部をRh
系貴金属合金を主体に構成することが望ましい。
The spark plug of the present invention can be configured as a so-called parallel facing type spark plug in which the ground electrode is disposed so that the side surface faces the tip surface of the center electrode. In such parallel-facing spark plugs, the problem of lead corrosion when used in a leaded gasoline engine is more likely to occur on the ground electrode side where the electrode temperature tends to rise, and in extreme cases, the ignition portion on the ground electrode side It is possible that only one is significantly affected by lead corrosion. In this case, the ground electrode side ignition portion fixed to the ground electrode side is Rh.
It is desirable to mainly use a precious metal alloy.

【0031】他方、上記平行対向型スパークプラグにお
いては、中心電極の先端面に中心電極発火部が固着され
る構成を採用することができる。そして、該中心電極側
発火部が鉛腐食の影響をそれほど受けない場合、これ
を、より耐熱性に優れたIrを主成分とするIr系貴金
属合金を主体に構成することができる。
On the other hand, in the above-mentioned parallel opposed type spark plug, a configuration in which the center electrode firing portion is fixed to the front end surface of the center electrode can be adopted. When the center electrode-side ignition portion is not significantly affected by lead corrosion, the ignition portion can be mainly composed of an Ir-based noble metal alloy having Ir as a main component and having excellent heat resistance.

【0032】また、第二発明に係るスパークプラグは、
中心電極と、その中心電極の外側に設けられた絶縁体
と、その絶縁体の外側に設けられた主体金具と、側面が
中心電極の先端面と対向するように配置された接地電極
と、接地電極の側面に固着されるとともに、Rhを主成
分とするRh系貴金属を主体に構成された接地電極側発
火部と、中心電極の先端面に固着されるとともにIrを
主成分とするIr系貴金属を主体に構成された中心電極
側発火部とを備え、それら接地電極側発火部と中心電極
側発火部との間に火花放電ギャップを形成したことを特
徴とする。
Further, the spark plug according to the second invention is
A center electrode, an insulator provided outside the center electrode, a metal shell provided outside the insulator, a ground electrode disposed so that a side surface faces a tip end surface of the center electrode, and a ground. A ground electrode-side ignition portion mainly composed of a Rh-based noble metal mainly composed of Rh and fixed to the side surface of the electrode, and an Ir-based noble metal fixed mainly to the tip end surface of the center electrode and mainly composed of Ir. And a spark discharge gap formed between the ground electrode-side firing portion and the center electrode-side firing portion.

【0033】鉛腐食の影響を受けやすい接地電極側発火
部を耐鉛腐食性に優れたRh系貴金属合金を主体に構成
し、逆に鉛腐食の影響を受けにくい中心電極側発火部は
耐熱性の高いIr系貴金属合金を主体に構成すること
で、発火部の耐鉛腐食性と耐熱性とを一層高いレベルに
て両立させることが可能となる。特に、中心電極側が負
となる極性にてスパークプラグを使用する場合は、火花
消耗の生じやすい中心電極側発火部を、耐火花消耗性の
より優れたIr系貴金属合金にて構成することで、発火
部のさらなる長寿命化を図ることが可能となる。また、
接地電極側発火部は、温度上昇は大きいものの、極性が
正となることで、極性が負となる中心電極側よりは火花
消耗が抑制される。その結果、接地電極側発火部を構成
するRh系貴金属は、耐熱性改善を目的とした前述の添
加金属元素成分の含有量を3質量%以下とすること、あ
るいはRh含有量を97質量%以上とすること(例え
ば、不可避不純物を除いてRhのみで構成すること)が
可能である。後者の場合、Rh含有量が高くなる分だ
け、耐鉛腐食性改善にはより有利であるともいえる。
The ignition portion on the ground electrode side, which is susceptible to lead corrosion, is mainly composed of a Rh-based noble metal alloy having excellent lead corrosion resistance, while the ignition portion on the center electrode side, which is less susceptible to lead corrosion, has heat resistance. By mainly using an Ir-based noble metal alloy having a high value, it is possible to achieve both higher levels of the lead corrosion resistance and the heat resistance of the ignition portion. In particular, when using a spark plug with a negative polarity on the center electrode side, the center electrode side ignition portion that is apt to cause spark wear is constituted by an Ir-based noble metal alloy having more excellent spark wear resistance. It is possible to further extend the life of the ignition part. Also,
Although the temperature rise of the ground electrode-side ignition portion is large, the polarity is positive, so that the spark consumption is suppressed as compared with the center electrode side where the polarity is negative. As a result, the Rh-based noble metal constituting the ground electrode-side ignition portion has the content of the above-mentioned additional metal element component for the purpose of improving heat resistance of 3% by mass or less, or the Rh content of 97% by mass or more. (For example, it is possible to constitute only Rh without unavoidable impurities). In the latter case, it can be said that the higher the Rh content, the more advantageous the improvement in lead corrosion resistance.

【0034】中心電極側発火部を構成するIr系貴金属
合金としては、例えば、次のようなものを使用できる
が、これらに限定されるものではない。 (1)Irを主体としてRhを1〜50重量%(ただし
50重量%は含まない)の範囲で含有する合金を使用す
る。該合金の使用により、高温でのIr成分の酸化・揮
発による発火部の消耗がさらに効果的に抑制され、ひい
ては、より耐久性に優れたスパークプラグが実現され
る。
As the Ir-based noble metal alloy constituting the center electrode side firing portion, for example, the following can be used, but the present invention is not limited thereto. (1) An alloy mainly containing Ir and containing Rh in a range of 1 to 50% by weight (but not including 50% by weight) is used. By using the alloy, consumption of the ignition part due to oxidation and volatilization of the Ir component at a high temperature is more effectively suppressed, and as a result, a spark plug having more excellent durability is realized.

【0035】上記合金中のRhの含有量が1重量%未満
になると、Rh添加によるIrの酸化・揮発の抑制効果
が顕著でなくなる。一方、Rhの含有量が50重量%以
上になると合金の融点が低下し、Ir合金特有の耐熱性
改善効果が不十分となる。
When the content of Rh in the above alloy is less than 1% by weight, the effect of suppressing the oxidation and volatilization of Ir by adding Rh becomes not significant. On the other hand, when the Rh content is 50% by weight or more, the melting point of the alloy decreases, and the effect of improving the heat resistance specific to the Ir alloy becomes insufficient.

【0036】ここで、合金中のRhの含有量は上記範囲
内において多くなるほど、発火部の酸化・揮発抑制効果
は高められる。この観点において、酸化・揮発抑制効果
が最も顕著となるのは、Rh含有量が7〜30重量%、
より望ましくは15〜25重量%、最も望ましくは18
〜22重量%においてである。しかしながら、本発明に
おいては、発火部を構成するIr系金属中の炭素含有量
を前述のレベルにまで低減することによる酸化消耗抑制
効果が大きいため、Rhの含有量が比較的小さくとも、
Ir系金属により発火部を構成した従来のスパークプラ
グと比較して遜色ない、あるいはそれ以上の酸化・揮発
効果が達成される。その結果、高価なRhの含有量を削
減しつつも、発火部の耐酸化消耗性をに優れたスパーク
プラグが実現可能となる。例えば、前述のようにIr系
金属中のIrの含有量を85重量%以上となす場合、R
hの含有量は、望ましくは1〜15重量%、さらに望ま
しくは3〜10重量%の範囲にて調整することが望まし
い。
Here, as the content of Rh in the alloy increases within the above range, the effect of suppressing the oxidation and volatilization of the ignition part is enhanced. From this viewpoint, the effect of suppressing oxidation and volatilization is most remarkable when the Rh content is 7 to 30% by weight,
More preferably 15-25% by weight, most preferably 18%
~ 22% by weight. However, in the present invention, the reduction of the carbon content in the Ir-based metal constituting the ignition portion to the above-mentioned level has a large effect of suppressing oxidation consumption, so that even if the Rh content is relatively small,
Oxidation and volatilization effects comparable to or higher than those of the conventional spark plug in which the ignition portion is made of an Ir-based metal are achieved. As a result, it is possible to realize a spark plug that is excellent in resistance to oxidation and consumption of the ignition portion while reducing the content of expensive Rh. For example, when the content of Ir in the Ir-based metal is 85% by weight or more as described above, R
The content of h is desirably adjusted in the range of 1 to 15% by weight, more desirably 3 to 10% by weight.

【0037】(2)Irを主体としてPtを1〜50重
量%の範囲で含有する合金を使用する。該合金の使用に
より、高温でのIr成分の酸化・揮発による発火部の消
耗がさらに効果的に抑制され、ひいてはより耐久性に優
れたスパークプラグが実現される。なお、上記合金中の
Ptの含有量が1重量%未満になるとIrの酸化・揮発
の抑制効果が不十分となり、発火部が消耗しやすくなる
ためプラグの耐久性が低下する。一方、Ptの含有量が
50重量%以上になると合金の融点が低下し、Ir合金
特有の耐熱性改善効果が不十分となる。例えば、前述の
ようにIr系金属中のIrの含有量を85重量%以上と
なす場合、Ptの含有量は、望ましくは1〜15重量
%、さらに望ましくは3〜10重量%の範囲にて調整す
ることが望ましい。
(2) An alloy mainly containing Ir and containing Pt in the range of 1 to 50% by weight is used. By using the alloy, consumption of the ignition part due to oxidation and volatilization of the Ir component at a high temperature is more effectively suppressed, and as a result, a spark plug having more excellent durability is realized. If the content of Pt in the alloy is less than 1% by weight, the effect of suppressing the oxidation and volatilization of Ir becomes insufficient, and the ignition portion is easily consumed, so that the durability of the plug is reduced. On the other hand, when the content of Pt is 50% by weight or more, the melting point of the alloy decreases, and the effect of improving the heat resistance specific to the Ir alloy becomes insufficient. For example, when the content of Ir in the Ir-based metal is 85% by weight or more as described above, the content of Pt is preferably in the range of 1 to 15% by weight, and more preferably in the range of 3 to 10% by weight. It is desirable to adjust.

【0038】(3)Irを主成分とし、Nbを0.5重
量%以上含有する合金を使用する。該合金を使用するこ
とにより、高温でのIr成分の酸化・揮発による消耗が
さらに効果的に抑制され、ひいては、より耐久性に優れ
たスパークプラグが実現される。合金中のNbの含有量
が0.5重量%未満になると、Nb添加によるIrの酸
化・揮発の抑制効果が顕著でなくなる。Nbの含有量
は、望ましくは1重量%以上、さらに望ましくは5重量
%以上とするのがよい。
(3) An alloy containing Ir as a main component and 0.5% by weight or more of Nb is used. By using the alloy, the consumption of Ir component due to oxidation and volatilization at high temperature is more effectively suppressed, and a spark plug having more excellent durability is realized. When the content of Nb in the alloy is less than 0.5% by weight, the effect of suppressing the oxidation and volatilization of Ir by adding Nb becomes insignificant. The content of Nb is desirably 1% by weight or more, and more desirably 5% by weight or more.

【0039】この場合、さらに望ましくは、NbをIr
に対する固溶限以下の範囲で含有する合金を使用するの
がよい。NbがIrに対する固溶限を超えて含有された
場合、IrNb等の脆弱な金属間化合物が形成され、
発火部の耐久性や耐衝撃性に問題を生ずる場合がある。
例えば、室温におけるNbのIrに対する固溶限は約6
重量%であることから、Nbを単独含有させる場合に
は、それぞれ上記値よりも小さい含有量に設定すること
が望ましいといえる。ただし、上記金属間化合物の形成
量が一定以下で、発火部の耐久性等に及ぼす影響が小さ
い場合には、Nbの含有量が上記固溶限を多少超えた値
となっていてもさしつかえない。以上から、例えばNb
を単独で含有させる場合、その含有量を7重量%以下、
望ましくは6重量%以下とするのがよい。
In this case, more preferably, Nb is changed to Ir.
It is preferable to use an alloy containing the alloy in the range of the solid solubility limit or less. When Nb is contained in excess of the solid solubility limit for Ir, a brittle intermetallic compound such as Ir 3 Nb is formed,
A problem may occur in the durability and impact resistance of the ignition part.
For example, the solubility limit of Nb in Ir at room temperature is about 6
Since it is% by weight, when Nb is solely contained, it can be said that it is desirable to set the respective contents to be smaller than the above values. However, when the formation amount of the intermetallic compound is less than a certain value and the influence on the durability of the ignition part is small, the content of Nb may be a value slightly exceeding the solid solubility limit. . From the above, for example, Nb
Is contained alone, the content is 7% by weight or less,
Desirably, the content is 6% by weight or less.

【0040】[0040]

【発明の実施の形態】以下、本発明の、いくつかの実施
の形態を、図面を用いて説明する。図1に示す本発明の
一例たるスパークプラグ100は、筒状の主体金具1、
先端部21が突出するようにその主体金具1の内側に嵌
め込まれた絶縁体2、先端に形成された中心電極側発火
部31を突出させた状態で絶縁体2の内側に設けられた
中心電極3、及び主体金具1に一端が溶接等により結合
されるとともに他端側が側方に曲げ返されて、その側面
が中心電極3の先端部(ここでは、先端面)と対向する
ように配置された接地電極4等を備えている。また、接
地電極4には上記中心電極側発火部31に接地電極側発
火部32が形成されており、それら中心電極側発火部3
1と、接地電極側発火部32との間の隙間が火花放電ギ
ャップgとされている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Some embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. A spark plug 100 as an example of the present invention shown in FIG.
The insulator 2 fitted inside the metal shell 1 so that the tip 21 projects, and the center electrode provided inside the insulator 2 with the center electrode-side firing portion 31 formed at the tip protruding. 3, and one end is connected to the metal shell 1 by welding or the like, and the other end is bent back to the side, and the side surface is arranged so as to face the front end portion (here, the front end surface) of the center electrode 3. Ground electrode 4 and the like. The ground electrode 4 has a ground electrode-side firing portion 32 formed on the center electrode-side firing portion 31.
The gap between the first electrode 1 and the ground electrode side firing portion 32 is a spark discharge gap g.

【0041】絶縁体2は、例えばアルミナあるいは窒化
アルミニウム等のセラミック焼結体により構成され、そ
の内部には自身の軸方向に沿って中心電極3を嵌め込む
ための孔部6を有している。また、主体金具1は、低炭
素鋼等の金属により円筒状に形成されており、スパーク
プラグ100のハウジングを構成するとともに、その外
周面には、プラグ100を図示しないエンジンブロック
に取り付けるためのねじ部7が形成されている。
The insulator 2 is made of, for example, a ceramic sintered body such as alumina or aluminum nitride, and has a hole 6 for fitting the center electrode 3 along its own axial direction. . The metal shell 1 is formed of a metal such as low-carbon steel in a cylindrical shape, forms a housing of the spark plug 100, and has a screw on its outer peripheral surface for attaching the plug 100 to an engine block (not shown). The part 7 is formed.

【0042】なお、中心電極側発火部31及び接地電極
側発火部32のいずれか一方を省略する構成としてもよ
い。この場合には、中心電極側発火部31又は接地電極
側発火部32及び接地電極4又は中心電極3との間で火
花放電ギャップgが形成される。
It should be noted that one of the center electrode side firing portion 31 and the ground electrode side firing portion 32 may be omitted. In this case, a spark discharge gap g is formed between the center electrode side firing portion 31 or the ground electrode side firing portion 32 and the ground electrode 4 or the center electrode 3.

【0043】中心電極3及び接地電極4の本体部3a及
び4aはNi合金で構成されている。一方、上記中心電
極側発火部31及び接地電極側発火部32は、主金属元
素成分として62〜97質量%のRhを含有し、さらに
添加金属元素成分として、Re、Ru、Ir、W、Mo
及びOsから選ばれる1種又は2種以上を3〜38質量
%、例えばIrを13〜30質量%の範囲にて含有する
Rh系貴金属合金を主体に構成されている。
The body portions 3a and 4a of the center electrode 3 and the ground electrode 4 are made of a Ni alloy. On the other hand, the center electrode side firing portion 31 and the ground electrode side firing portion 32 contain 62 to 97% by mass of Rh as a main metal element component, and further contain Re, Ru, Ir, W, Mo as an additional metal element component.
And Os, one or more selected from the group consisting mainly of a Rh-based noble metal alloy containing 3-38% by mass, for example, Ir in a range of 13-30% by mass.

【0044】図2(a)に示すように、中心電極3の本
体部3aは先端側が縮径されるとともにその先端面が平
坦に構成され、ここに中心電極側発火部31の上記合金
組成が得られるように組成調整された円板状のチップ3
1'を重ね合わせ、さらにその接合面外縁部に沿ってレ
ーザー溶接、電子ビーム溶接、抵抗溶接等により溶接部
Bを形成してこれを固着することにより中心電極側発火
部31が形成される。また、接地電極側発火部32は、
中心電極側発火部31に対応する位置において接地電極
4にチップ32'を位置合わせし、その接合面外縁部に
沿って同様に溶接部Wを形成してこれを固着することに
より形成される。
As shown in FIG. 2 (a), the main body 3a of the center electrode 3 has a reduced diameter at the tip end and a flat tip end. Disc-shaped chip 3 whose composition is adjusted to obtain
The center electrode side firing portion 31 is formed by laminating 1 ′, forming a welded portion B along the outer edge of the joint surface by laser welding, electron beam welding, resistance welding, or the like and fixing the welded portion B. In addition, the ground electrode side firing portion 32
The tip 32 ′ is aligned with the ground electrode 4 at a position corresponding to the center electrode side firing portion 31, and a welded portion W is similarly formed along the outer edge of the joint surface, and this is fixed.

【0045】これらチップは、例えば所期の組成となる
ように各合金成分を配合・溶解することにより得られる
溶解合金を熱間圧延により板状に加工し、図4に示すよ
うに、その板材300を熱間打抜加工により所定のチッ
プ形状に打ち抜いて形成されたものを使用できる。図2
(b)は、このようなチップを用いて中心電極側発火部
31及び接地電極側発火部32(以下、両者を総称する
場合には、発火部31,32とも記す)を形成した例を
模式的に示すものである。なお、チップは、図5に示す
ように、合金を熱間鍛造、熱間圧延及び熱間伸線の1種
又は2種以上の組合せにより線状あるいはロッド状の素
材210に加工した後、これを長さ方向に所定長に切断
して形成したものを使用してもよい。例えば、熱間鍛造
によりロッド状に加工した後、溝付圧延ロールによる熱
間圧延と、熱間スエージングによりさらに縮径し、最終
的に熱間伸線により1mm以下の線径の線材に加工する
ことができる。図2(c)は、このようなチップを用い
て発火部31,32を形成した例を模式的に示すもので
ある。
For example, these chips are formed into a plate by hot rolling a molten alloy obtained by blending and melting each alloy component so as to have an intended composition, and as shown in FIG. A sheet formed by stamping 300 into a predetermined chip shape by hot stamping can be used. FIG.
(B) schematically shows an example in which a center electrode side firing portion 31 and a ground electrode side firing portion 32 (hereinafter, also referred to as firing portions 31 and 32 when both are generically used) are formed using such a tip. It is shown in a typical way. In addition, as shown in FIG. 5, the chip is processed into a linear or rod-shaped material 210 by one or a combination of two or more of hot forging, hot rolling and hot drawing. May be cut to a predetermined length in the length direction. For example, after being processed into a rod by hot forging, the diameter is further reduced by hot rolling with a grooved roll and hot swaging, and finally processed into a wire having a wire diameter of 1 mm or less by hot drawing. can do. FIG. 2C schematically shows an example in which the ignition portions 31 and 32 are formed using such chips.

【0046】以下、スパークプラグ100の作用につい
て説明する。すなわち、スパークプラグ100は、その
ねじ部7においてエンジンブロックに取り付けられ、燃
焼室に供給される混合気への着火源として使用される。
ここで、その火花放電ギャップgを形成する中心電極側
発火部31及び接地電極側発火部32を構成するRh系
貴金属合金は、いずれも主金属元素成分としてRhを使
用し、さらにこれに添加金属元素成分として、Re、R
u、Ir、W、Mo及びOsから選ばれる1種又は2種
以上を3〜38質量%の範囲にて配合していることか
ら、耐熱性及び耐酸化消耗性が良好である。発火部3
1,32を構成する上記組成のRh系貴金属合金は、I
r系貴金属合金と比較してはるかに優れた加工性を有
し、発火部を形成するためのRh系貴金属合金チップを
極めて能率よくかつ高歩留まりで製造できることから、
製造コスト低減にも大幅に寄与する。さらに、Rh系貴
金属合金は耐鉛腐食性に優れており、発火部31,3
2、特に接地電極側発火部32の鉛腐食による消耗を極
めて効果的に抑制することができる。
The operation of the spark plug 100 will be described below. That is, the spark plug 100 is attached to the engine block at the screw portion 7 and used as an ignition source for the air-fuel mixture supplied to the combustion chamber.
Here, the Rh-based noble metal alloy constituting the center electrode side firing portion 31 and the ground electrode side firing portion 32 forming the spark discharge gap g uses Rh as a main metal element component, and further includes an additional metal. Re, R as elemental components
Since one or more selected from u, Ir, W, Mo, and Os are blended in the range of 3 to 38% by mass, heat resistance and oxidation wear resistance are good. Firing part 3
The Rh-based precious metal alloys having the above-mentioned composition constituting 1, 32 are represented by I
Since it has much better workability than r-based noble metal alloys and can produce Rh-based noble metal alloy chips for forming ignition parts with extremely high efficiency and high yield,
It also contributes significantly to reducing manufacturing costs. Further, the Rh-based noble metal alloy has excellent lead corrosion resistance, and the ignition parts 31 and 3
2, in particular, consumption of the ground electrode side ignition portion 32 due to lead corrosion can be extremely effectively suppressed.

【0047】次に、上記の発火部31,32は、図3に
ごく模式的に示すように、そのRh系貴金属合金が以下
のような組織を呈するものとなるように構成できる。す
なわち、主成分元素たるRhを主体とする主成分系相領
域50と、添加金属元素成分の含有量が主成分系相領域
よりも多く、かつ主成分元素の含有量が主成分系相領域
の97%以下となる添加金属元素系相領域51とがそれ
ぞれ偏平形状あるいは繊維状をなして、中心電極側発火
部31における電圧印加方向(すなわち、図1において
中心電極3の軸線Oの方向)に対し、これと略直交ある
いは略平行となるように、多数層状に積層された組織と
する。
Next, as schematically shown in FIG. 3, the ignition portions 31 and 32 can be configured such that the Rh-based noble metal alloy has the following structure. That is, the content of the additional metal element component is larger than that of the main component phase region and the content of the main component element is larger than that of the main component phase region. 97% or less of the additive metal element-based phase region 51 has a flat shape or a fibrous shape, respectively, in the voltage application direction in the center electrode side firing portion 31 (that is, the direction of the axis O of the center electrode 3 in FIG. 1). On the other hand, a multi-layered structure is formed so as to be substantially perpendicular or substantially parallel to this.

【0048】例えば合金原料を所期の比率で配合し、こ
れを溶解して合金インゴットを作った場合、相分離や成
分偏析等により前述の主成分系相領域50と添加金属元
素系相領域51とが形成されることが多い。この合金イ
ンゴットを、図4に示すように、例えば700℃前後に
加熱して熱間圧延により板材300にすると、該板材3
00中には、主成分系相領域50と添加金属元素系相領
域51とが、板厚方向に多数積層された組織が生ずる。
このような板材300は、例えば熱間打抜きにより円板
状に打ち抜くことにより、あるいは放電加工により円板
状に切り出すことにより、軸方向に主成分系相領域50
と添加金属元素系相領域51とが積層されたチップ15
0が得られる。
For example, when an alloy raw material is blended at an expected ratio and melted to form an alloy ingot, the above-described main component-based phase region 50 and the added metal element-based phase region 51 are formed by phase separation or component segregation. Are often formed. As shown in FIG. 4, this alloy ingot is heated to, for example, about 700 ° C., and is hot-rolled into a sheet material 300.
In 00, a structure in which a large number of main component-based phase regions 50 and additional metal element-based phase regions 51 are stacked in the thickness direction is generated.
Such a plate material 300 is formed by, for example, punching into a disk shape by hot punching, or by cutting out into a disk shape by electric discharge machining, thereby forming the main component phase region 50 in the axial direction.
Chip 15 in which metal and additive metal element phase region 51 are laminated
0 is obtained.

【0049】このようなチップを用いることで、例えば
図2(b)に模式的に示すように、発火部31,32
は、中心電極3の軸線方向(あるいは、放電電圧の印加
方向)において、偏平形状をなす主成分系相領域50と
添加金属元素系相領域51とが多数積層された構造を有
するものとなる。この構成では、添加金属元素成分の分
布に縞状の濃淡が生じ、その濃淡縞の方向を、発火部に
おける電圧印加方向(すなわち放電方向)とほぼ直角と
することができる。これにより、両発火部31,32の
消耗を効果的に抑制することができ、ひいては火花放電
ギャップgの幅の増加を効果的に抑制できる。
By using such a chip, for example, as schematically shown in FIG.
Has a structure in which a large number of flat main component-based phase regions 50 and additional metal element-based phase regions 51 are stacked in the axial direction of the center electrode 3 (or in the direction in which the discharge voltage is applied). In this configuration, stripe-like shading occurs in the distribution of the added metal element component, and the direction of the shading can be substantially perpendicular to the voltage application direction (that is, the discharge direction) in the ignition portion. Thereby, the consumption of both the ignition portions 31 and 32 can be effectively suppressed, and the increase of the width of the spark discharge gap g can be effectively suppressed.

【0050】なお、図4において、熱間圧延加工により
板材300中に上記層状組織が形成される理由として
は、次のようなことが考えられる。まず、合金原料はい
ずれも非常に高融点の貴金属であるから、次のような手
法による少量バッチ生産方式を採用するのが有利である
と考えられる。すなわち、図6(a)に示すように、耐
火性の容器62に各原料金属60を所期の組成となるよ
うに配合し、誘導加熱コイル(あるいは、レーザービー
ム、プラズマアークビーム等でもよい)等の熱源63に
より、原料配合物を局所溶解させ、同図(b)に示すよ
うに、その溶解領域200aを所定の方向に徐々に移動
させることにより全体を溶解させる。なお、均質な合金
を得るためには、該方式の溶解を複数回繰り返すことが
望ましい。
In FIG. 4, the reason why the layered structure is formed in the sheet material 300 by hot rolling may be as follows. First, since all of the alloy raw materials are precious metals having a very high melting point, it is considered advantageous to adopt a small batch production method by the following method. That is, as shown in FIG. 6A, each raw metal 60 is blended in a refractory container 62 so as to have an intended composition, and an induction heating coil (or a laser beam, a plasma arc beam, or the like) may be used. The raw material mixture is locally melted by a heat source 63 such as the above, and as shown in FIG. 3 (b), the melting region 200a is gradually moved in a predetermined direction to melt the whole. In addition, in order to obtain a homogeneous alloy, it is desirable to repeat the melting in this method a plurality of times.

【0051】ここで、溶解領域200aは、既に凝固済
みの合金部分200bによって指向的に冷却されるた
め、主成分系相領域50中に添加金属元素系相領域51
が析出形成される場合、これら各相は冷却方向に優先析
出しやすくなると考えられる。その結果、得られる合金
インゴット200は、図6(c)に示すように、添加金
属元素系相領域51が主成分系相領域50中において、
熱源63の移動方向に長く延びた層状(あるいは柱状)
の組織を呈するものになると考えられる。
Here, since the melting region 200a is directionally cooled by the already solidified alloy portion 200b, the additional metal element-based phase region 51 is included in the main component-based phase region 50.
It is considered that when these are formed by precipitation, each of these phases is likely to precipitate preferentially in the cooling direction. As a result, as shown in FIG. 6C, the obtained alloy ingot 200 has the additive metal element-based phase region 51 in the main component-based phase region 50.
Layer (or column) extending long in the direction of movement of heat source 63
It is thought that it will show the organization of.

【0052】そして、図7に示すように、これを、添加
金属元素系相領域51と主成分系相領域50との積層方
向が圧下方向となるように1ないし複数回熱間圧延する
と(温度:例えば約700℃)、インゴット200は厚
みを減じて板材300となる。このとき、添加金属元素
系相領域51と主成分系相領域50とは、その厚みを減
ずる形でもとの積層構造は維持するものと考えられるか
ら、結果的に板材300は図6のような層状組織を有す
るものになると推測される。
Then, as shown in FIG. 7, this is hot-rolled one or more times so that the laminating direction of the additive metal element-based phase region 51 and the main component-based phase region 50 becomes the rolling direction (temperature: : About 700 ° C.), the thickness of the ingot 200 is reduced to become the plate material 300. At this time, the additive metal element-based phase region 51 and the main component-based phase region 50 are considered to maintain the original laminated structure in a form in which the thickness is reduced, and as a result, the plate material 300 is as shown in FIG. It is presumed to have a layered structure.

【0053】なお、合金インゴット200の結晶粒は、
前述の指向性冷却の影響で圧延前の状態では、添加金属
元素系相領域51と主成分系相領域50とに対応して、
長く引き伸ばされた形状になっていることも考えられ
る。しかしながら、これに上述の温度域で熱間圧延を施
すと、いわゆる動的再結晶によって結晶粒が微細化する
こともある。その一方で、上記熱間圧延温度は、多くの
系において合金が単相化する温度よりはかなり低いた
め、結晶の微細化とは関係なく、添加金属元素系相領域
51と主成分系相領域50との層状構造は少なくとも部
分的に維持される可能性が高い。その結果、図8に示す
ように、各領域50及び51の少なくとも一部のもの
が、それぞれ多数の結晶粒50aないし51aが集合し
て形成される偏平な集合粒領域となり、その集合粒領域
の単位で互いに積層された組織が形成されることもあり
うる。
The crystal grains of the alloy ingot 200 are as follows:
In the state before rolling due to the influence of the above-described directional cooling, corresponding to the additive metal element-based phase region 51 and the main component-based phase region 50,
It is also conceivable that the shape is elongated. However, if hot rolling is performed in the above-mentioned temperature range, crystal grains may be refined by so-called dynamic recrystallization. On the other hand, since the hot rolling temperature is much lower than the temperature at which the alloy becomes a single phase in many systems, regardless of the crystal refinement, the added metal element-based phase region 51 and the main component-based phase region are not affected. The layered structure with 50 is likely to be at least partially maintained. As a result, as shown in FIG. 8, at least a part of each of the regions 50 and 51 becomes a flat aggregated grain region formed by assembling a large number of crystal grains 50a to 51a. In some cases, a structure laminated on each other may be formed.

【0054】なお、図9(a)に示すように、インゴッ
トの状態で添加金属元素系相領域51と主成分系相領域
50とが層状形態をなさず、例えば等軸晶に比較的近い
組織を有していた場合でも、熱間圧延により潰れて、同
図(b)に示すような層状組織が形成されることもあり
うる。
As shown in FIG. 9 (a), in the state of the ingot, the additive metal element-based phase region 51 and the main component-based phase region 50 do not form a layered morphology, for example, a structure relatively close to an equiaxed crystal. However, even in the case of having a layer structure, it may be crushed by hot rolling to form a layered structure as shown in FIG.

【0055】また、別の推測される機構としては、熱間
圧延中あるいは圧延後の冷却過程において、添加金属元
素系相領域51が主成分系相領域50中に層状形態に析
出することも考えられる。
Another possible mechanism is that the additional metal element-based phase region 51 precipitates in the main component-based phase region 50 in a laminar form during the hot rolling or the cooling process after the rolling. Can be

【0056】一方、上記発火部31,32を構成するチ
ップとして、例えば図5に示すように、主成分系相領域
50と添加金属元素系相領域51とが、それぞれ一方向
に延伸された棒状ないし繊維状に形成されたチップ15
0を使用するようにしてもよい。このようなチップを用
いると、例えば図2(c)に模式的に示すように、発火
部31,32は、中心電極3の軸線方向(あるいは、放
電電圧の印加方向)と直交する向きにおいて、偏平形状
あるいは繊維状をなす主成分系相領域50と添加金属元
素系相領域51とが多数積層された構造を有するものと
なる。この構成でも、添加金属元素成分の分布に縞状の
濃淡が生じるが、その濃淡縞の方向は、発火部における
電圧印加方向(すなわち放電方向)とほぼ平行となる。
この態様においては、例えば剥離消耗発生時に火花放電
ギャップgの間隔を維持しやすい効果が達成される点に
ついては既に説明した通りである。また、上記チップ1
50は、例えば図6に示す方法により製造された前述の
インゴット200を、図5に示すように熱間鍛造(例え
ば熱間スエージング)等により円柱状に加工してロッド
210とし、さらに熱間圧延あるいは熱間伸線により線
材となして、これを放電加工等により軸方向に所定の厚
さで切断することにより、高歩留まりにて製造すること
ができる。
On the other hand, as chips constituting the ignition portions 31 and 32, for example, as shown in FIG. 5, a main component-based phase region 50 and an additional metal element-based phase region 51 are rod-shaped extending in one direction, respectively. Or fibrous tip 15
0 may be used. When such a tip is used, for example, as schematically shown in FIG. 2C, the firing portions 31 and 32 are arranged in a direction orthogonal to the axial direction of the center electrode 3 (or the direction of application of the discharge voltage) It has a structure in which a large number of flat or fibrous main component-based phase regions 50 and additional metal element-based phase regions 51 are stacked. Also in this configuration, stripe-like shading occurs in the distribution of the added metal element component, and the direction of the shading is substantially parallel to the voltage application direction (ie, the discharge direction) in the ignition portion.
In this embodiment, for example, the effect of easily maintaining the interval of the spark discharge gap g at the time of occurrence of peeling consumption is already described. The above chip 1
50, for example, the above-mentioned ingot 200 manufactured by the method shown in FIG. 6 is formed into a cylindrical shape by hot forging (for example, hot swaging) or the like as shown in FIG. By forming a wire by rolling or hot drawing, and cutting the wire to a predetermined thickness in the axial direction by electric discharge machining or the like, the wire can be manufactured with a high yield.

【0057】また、図10に示すような構造とすること
もできる。すなわち、このスパークプラグ100では、
中心電極3の先端面に上記チップ150を固着して中心
電極側発火部31を形成する一方、接地電極4は複数設
けられ、それぞれ一端が主体金具1に結合されるととも
に、他端側が中心電極3側に曲げ返されて、その先端面
が中心電極側発火部31の側面と対向するように配置さ
れる。この場合、中心電極側発火部31は、偏平形状を
なす主成分系相領域50と添加金属元素系相領域51と
が、中心電極3の軸線方向とほぼ直交する向きに(すな
わち、電圧印加方向とは略平行に)積層された組織を有
するものとして形成できる。これにより、放電面となる
中心電極側発火部31の側面における消耗を効果的に抑
制することができる。
Further, a structure as shown in FIG. 10 can be adopted. That is, in this spark plug 100,
The tip 150 is fixed to the end surface of the center electrode 3 to form the center electrode-side firing portion 31, while a plurality of ground electrodes 4 are provided, one end of which is connected to the metal shell 1 and the other end is the center electrode. It is arranged so that it is bent back to the side 3 and its front end surface faces the side surface of the center electrode side firing portion 31. In this case, the center electrode-side ignition portion 31 is configured such that the main component-based phase region 50 and the additive metal element-based phase region 51 having a flat shape are substantially perpendicular to the axial direction of the center electrode 3 (that is, the voltage application direction). (Substantially in parallel with). This makes it possible to effectively suppress the wear on the side surface of the central electrode side firing portion 31 serving as the discharge surface.

【0058】なお、発火部を形成するチップは、また、
アトマイズ法等により製造した球状粒子を用いて形成し
てもよい。具体的には、合金溶湯をガスアトマイズ法に
より球状粒子化し、所定範囲の寸法のものをフルイ等に
より分級した後、各球状粒子をプレス等により扁平化し
てチップとすることができる。
Note that the chip forming the ignition portion is
It may be formed using spherical particles produced by an atomizing method or the like. Specifically, the molten alloy is formed into spherical particles by a gas atomizing method, and particles having a predetermined size are classified by a sieve or the like, and then each spherical particle is flattened by a press or the like to form chips.

【0059】図11は、接地電極側発火部32の種々の
形成方法を示すものである。図11(a)に示すよう
に、前記した方法により製造されたRh系貴金属合金か
らなるチップ150を接地電極4の側面に重ね合わせ、
両者を挟圧しながらその挟圧方向に通電して抵抗発熱す
ることにより、(b)に示すように、チップ150はそ
の重ねあわせ面に対応して界面溶接部W2が形成され、
接合されて接地電極側発火部32となる。接地電極4の
母材はNi合金、例えば高温強度や耐腐食性を確保する
ために、INCONEL600やINCONEL601(いずれも、英国INCO
社の商標名)などのNi基耐熱合金にて構成できる。R
h系貴金属合金の融点は接地電極母材のNi基耐熱合金
よりも相当高いため、抵抗溶接時には接地電極母材側が
先に軟化し、チップ150は接地電極母材に一部が埋め
込まれる形で接合される。
FIG. 11 shows various methods of forming the ground electrode side firing portion 32. As shown in FIG. 11A, the tip 150 made of the Rh-based noble metal alloy manufactured by the above-described method is superimposed on the side surface of the ground electrode 4,
As a result, the chip 150 forms an interface welded portion W2 corresponding to the overlapping surface thereof as shown in FIG.
It is joined to form the ground electrode side firing portion 32. The base material of the ground electrode 4 is a Ni alloy, for example, INCONEL 600 or INCONEL 601 (both are INCO UK) in order to secure high temperature strength and corrosion resistance.
(Trade name of a company) or the like. R
Since the melting point of the h-based noble metal alloy is considerably higher than that of the Ni-based heat-resistant alloy of the ground electrode base material, the ground electrode base material side softens first during resistance welding, and the tip 150 is partially embedded in the ground electrode base material. Joined.

【0060】また、接地電極母材を構成するNi合金
は、Rh系貴金属合金との間で熱膨張率にかなりの開き
があることから、燃焼室内にて特に高温に曝されやすい
接地電極4側の接地電極側発火部32は、その冷熱サイ
クルにより剥がれ等の問題を生じる場合がある。この場
合、図11(d)に示すように、接地電極側発火部32
は、前記接地電極母材よりもNi含有率の低いNi含有
合金(例えばIr−40質量%Ni合金)からなる応力
緩和層161を介して母材に接合することができる。応
力緩和層161は、接地電極母材と接地電極側発火部3
2との中間の熱膨張率を有し、これを両者の間に介在さ
せることで、接地電極側発火部32の接合側の界面に過
度の熱応力が集中することが防止され、発火部剥離等の
不具合を生じにくくすることができる。
The Ni alloy constituting the base material of the ground electrode has a considerable difference in the coefficient of thermal expansion between the Ni alloy and the Rh-based noble metal alloy. The ground electrode side firing portion 32 may cause a problem such as peeling due to the cooling and heating cycle. In this case, as shown in FIG.
Can be joined to the base material via a stress relaxation layer 161 made of a Ni-containing alloy having a lower Ni content than the ground electrode base material (for example, an Ir-40 mass% Ni alloy). The stress relaxation layer 161 is formed of the ground electrode base material and the ground electrode side ignition portion 3.
2 has an intermediate coefficient of thermal expansion between them, and by interposing this between them, excessive thermal stress is prevented from being concentrated on the interface on the joining side of the ground electrode side firing portion 32, and the firing portion is separated. And the like can be made less likely to occur.

【0061】応力緩和層161は、例えば図11(c)
に示すように、応力緩和層161の形成素材となる金属
板材160を挟む形でチップ150を接地電極4上に重
ね、同様に抵抗溶接することにより形成することができ
る。この場合、金属板材160は接地電極母材側に圧入
されつつ界面溶接部W4を介して接合され、応力緩和層
161となる。また、チップ150はこの応力緩和層1
61に界面溶接部W3を介して接合され、接地電極側発
火部32となる。
The stress relaxation layer 161 is formed, for example, as shown in FIG.
As shown in FIG. 7, the chip 150 can be formed by stacking the chip 150 on the ground electrode 4 with the metal plate material 160 serving as the material for forming the stress relaxation layer 161 sandwiched therebetween and similarly resistance welding. In this case, the metal plate material 160 is joined to the ground electrode base material side via the interface welding portion W4 while being pressed into the ground electrode base material side, and becomes the stress relaxation layer 161. Further, the chip 150 is provided with the stress relaxation layer 1.
61 is joined via the interface welding portion W3 to form the ground electrode side firing portion 32.

【0062】なお、接地電極側発火部32は、図11
(e)に示すように、接地電極4の側面の先端縁側に寄
せて形成してもよい。また、図2において、接地電極側
発火部32のみRh系貴金属合金にて構成し、中心電極
側発火部31をIr系貴金属合金にて構成してもよい。
さらに、接地電極4の母材中に、CuあるいはCu合金
にて構成された熱引き改善用の芯材4aを埋設すること
もできる。これにより、接地電極側発火部32の鉛腐食
あるいは火花消耗を一層効果的に抑制することができ
る。なお、図1に示すように、中心電極3の母材中にも
同様の芯材3aを埋設することができる。
Note that the ground electrode side firing portion 32 is provided in FIG.
As shown in (e), the side surface of the ground electrode 4 may be formed close to the leading edge. In FIG. 2, only the ground electrode-side firing portion 32 may be made of a Rh-based noble metal alloy, and the center electrode-side firing portion 31 may be made of an Ir-based noble metal alloy.
Further, a core material 4a made of Cu or Cu alloy for improving heat drawing may be embedded in the base material of the ground electrode 4. Thereby, lead corrosion or spark consumption of the ground electrode side ignition portion 32 can be more effectively suppressed. In addition, as shown in FIG. 1, a similar core material 3 a can be embedded in the base material of the center electrode 3.

【0063】また、図2の構成では、接地電極側発火部
32の外径は0.6〜1.6mm、厚さを0.2〜0.
8mmとすることが望ましい。いずれも上限値を超える
ことは、発火部の寸法が不必要に大きくなりすぎて材料
の無駄が生じやすくなる不具合につながる。他方、発火
部32の外径が0.6mm未満になると、中心電極側発
火部31に対し、接地電極側発火部32の中心軸を位置
合わせしにくくなり、中心電極側発火部31の偏消耗等
を生じやすくなる。また、接地電極側発火部32の厚さ
が0.2mm未満になると、接地電極側発火部32の寿
命を十分に確保することが難しくなる。
In the configuration shown in FIG. 2, the outer diameter of the ground electrode side firing portion 32 is 0.6 to 1.6 mm, and the thickness is 0.2 to 0.1 mm.
It is desirable to set it to 8 mm. Exceeding the upper limit in any case leads to a disadvantage that the size of the ignition portion becomes unnecessarily large and waste of material easily occurs. On the other hand, when the outer diameter of the firing portion 32 is less than 0.6 mm, it becomes difficult to align the center axis of the ground electrode-side firing portion 32 with respect to the center electrode-side firing portion 31, and the central electrode side firing portion 31 is partially consumed. Etc. are likely to occur. Further, when the thickness of the ground electrode-side firing portion 32 is less than 0.2 mm, it becomes difficult to sufficiently secure the life of the ground electrode-side firing portion 32.

【0064】[0064]

【実施例】(実施例1)Rhに対し、Re、W、Ru、
Ir、Os及びMoを各種比率にて配合・溶解すること
により、表1の各種組成を有する合金を作製した。この
合金に対し、温度700℃で熱間圧延を行い、厚さ0.
5mmの板材に加工した。次いで、上記得られた板材を熱
間打抜加工(温度700℃以上)することにより、直径
0.7mm、厚さ0.5mmの円板状のチップを得た(番号
1〜23)。なお、比較例として、Pt−13質量%I
r合金(番号21)、Ir−5質量%Pt(番号22)
の2種類の溶解合金を用いて、同様のチップを作製し
た。また、公知の粉末焼結法により、Ir−1.7質量
%Y合金のチップも作製した(番号23)。な
お、圧延中は試料温度が常に700℃以上に保持される
よう、一定パス毎に所定の炉を用いて試料を加熱した。
なお、各合金の加工性の評価は次のようにして行った。
すなわち、上記得られた板材を700℃以上に保持し、
その状態で所定の金型により直径0.7mm、厚さ0.5
mmの円板状のチップを打ち抜く加工を連続して行った。
そして、打抜きを1000回以上繰り返しても正常に打
抜きが行えたものを「○」、800回程度でチップに割
れや欠けが生じたり金型に損傷が生じたものを「△」、
100回未満でチップに割れや欠けが生じたり金型に損
傷が生じたものを「×」として評価した。
(Example 1) For Rh, Re, W, Ru,
By mixing and dissolving Ir, Os and Mo at various ratios, alloys having various compositions shown in Table 1 were produced. This alloy was hot-rolled at a temperature of 700 ° C. to a thickness of 0.1 mm.
It was processed into a 5 mm plate. Subsequently, the obtained plate material was subjected to hot punching (at a temperature of 700 ° C. or higher) to obtain a disk-shaped chip having a diameter of 0.7 mm and a thickness of 0.5 mm (Nos. 1 to 23). In addition, as a comparative example, Pt-13 mass% I
r alloy (No. 21), Ir-5 mass% Pt (No. 22)
A similar chip was produced using the two types of molten alloys. Further, by a known powder sintering method, it was also fabricated chips Ir-1.7 wt% Y 2 O 3 alloy (No. 23). During the rolling, the sample was heated using a predetermined furnace for each fixed pass so that the sample temperature was always maintained at 700 ° C. or higher.
The workability of each alloy was evaluated as follows.
That is, the obtained plate material is kept at 700 ° C. or higher,
In this state, the diameter is 0.7 mm and the thickness is 0.5
The process of punching out a disk-shaped chip of mm was performed continuously.
Then, "○" indicates that the punching was performed normally even after the punching was repeated 1,000 times or more, and "△" indicates that the chip was cracked or chipped or the die was damaged after about 800 times.
When the number of chips was less than 100 times, cracks, chips, or damage to the die were evaluated as "x".

【0065】次に、表記各組成のチップを、大気中にて
1050℃で20時間保持した後、各試験片の重量減少
を測定することにより、耐酸化性の評価を行った。ま
た、それらチップを用いて、図1に示すスパークプラグ
100の中心電極側発火部31及び接地電極側発火部3
2を火花放電ギャップgの幅が1.1mmとなるように形
成するとともに、耐火花消耗性試験を以下の条件にて行
った。すなわち、プラグを試験用チャンバに取り付ける
とともにフルトランジスタ型イグナイタに接続し、チャ
ンバ内空気圧0.4MPa(約4気圧)、最大電圧30
kVにて周波数100Hzの交流電圧を250時間印加
し、火花放電ギャップgの幅の増加量を測定した。ま
た、各プラグの実機耐久性試験を以下の条件にて行っ
た。すなわち、6気筒ガソリンエンジン(排気量200
0cc)にそれらプラグを取り付け、スロットル全開状
態、エンジン回転数5000rpmにて、中心電極側が
負となる極性にて400時間運転を行なった。なお、燃
料は、Pb含有率が1ppm未満の無鉛ガソリンを使用
した。火花放電ギャップgの拡大量が0.2mm未満の
ものを優(◎)、0.2〜0.5mmのものを良
(○)、0.6〜0.9mmのものを可(△)、0.9
mmを超えるものを不可(×)として評価した。以上の
結果を表1に示す。
Next, the chips having the compositions described above were held in the air at 1,050 ° C. for 20 hours, and the oxidation resistance was evaluated by measuring the weight loss of each test piece. Also, using these chips, the center electrode side firing portion 31 and the ground electrode side firing portion 3 of the spark plug 100 shown in FIG.
2 was formed so that the width of the spark discharge gap g was 1.1 mm, and a spark erosion resistance test was performed under the following conditions. That is, the plug is attached to the test chamber and connected to the full transistor igniter, the air pressure in the chamber is 0.4 MPa (about 4 atm), and the maximum voltage is 30 MPa.
An AC voltage having a frequency of 100 Hz was applied at kV for 250 hours, and the increase in the width of the spark discharge gap g was measured. The actual durability test of each plug was performed under the following conditions. That is, a six-cylinder gasoline engine (displacement 200
0 cc), and the cylinder was operated for 400 hours with the throttle fully opened, an engine speed of 5,000 rpm, and a polarity in which the center electrode side became negative. The fuel used was unleaded gasoline having a Pb content of less than 1 ppm. Excellent (◎) when the spark discharge gap g is less than 0.2 mm, good (○) when 0.2 to 0.5 mm, and acceptable (△) when 0.6 to 0.9 mm. 0.9
Those exceeding mm were evaluated as unacceptable (x). Table 1 shows the above results.

【0066】[0066]

【表1】 [Table 1]

【0067】チップ材料として、本発明の請求項の範囲
内にある合金を使用した場合は、耐酸化性、耐火花消耗
性、加工性及び実機耐久性の全てにおいて良好な結果が
得られていることがわかる。一方、比較例については、
Pt系の合金を使用した番号16において、発火部の発
汗現象によるものと思われるギャップ縮小が見られた。
また、Ir系の合金を使用した番号17及び18におい
ては、耐酸化消耗性が不十分となった。
When an alloy falling within the scope of the claims of the present invention is used as a chip material, good results are obtained in all of oxidation resistance, spark wear resistance, workability and actual machine durability. You can see that. On the other hand, for the comparative example,
In No. 16 using a Pt-based alloy, the gap was reduced, which was considered to be caused by the sweating phenomenon of the ignition part.
In addition, in Nos. 17 and 18 using an Ir-based alloy, the oxidation and wear resistance was insufficient.

【0068】(実施例2)接地電極側発火部形成用のチ
ップを以下のようにして製造した。まず、Rhに対しI
rを2〜80質量%の各種比率にて配合・溶解すること
により、各種組成のIr−Rh合金を作製した。この合
金を、1200℃にて熱間鍛造、熱間圧延及び熱間スエ
ージングし、さらに熱間伸線することにより、外径1m
mの合金線材を得た。これを長手方向に切断すること
に、各組成について直径1mm、厚さ0.3mmの円板状の
チップを得た。また、中心電極側発火部形成用のチップ
は、合金組成をIr−5質量%Ptとして、同様の方法
により直径0.7mm、厚さ0.3mmの円板状のチップを
得た。接地電極側発火部形成用のチップは、INCONEL600
製の接地電極母材に抵抗溶接により溶接し、中心電極側
発火部形成用のチップは、INCONEL600製の中心電極母材
にレーザー溶接により溶接して、図1ないし図2に示す
形態のスパークプラグを製造した。
Example 2 A chip for forming a ground electrode side ignition portion was manufactured as follows. First, I
By mixing and dissolving r at various ratios of 2 to 80% by mass, Ir-Rh alloys of various compositions were produced. This alloy is hot forged, hot rolled, and hot swaged at 1200 ° C., and then hot drawn to obtain an outer diameter of 1 m.
m of alloy wire was obtained. By cutting this in the longitudinal direction, a disk-shaped chip having a diameter of 1 mm and a thickness of 0.3 mm was obtained for each composition. Further, as the tip for forming the ignition portion on the side of the center electrode, a disc-shaped tip having a diameter of 0.7 mm and a thickness of 0.3 mm was obtained in the same manner, with the alloy composition being Ir-5 mass% Pt. The tip for forming the ignition part on the ground electrode side is INCONEL600
The spark plug of the form shown in FIG. 1 and FIG. 2 is welded by laser welding to the ground electrode base material made of INCONEL600, and the tip for forming the ignition part on the center electrode side is welded to the center electrode base material made of INCONEL600 by laser welding Was manufactured.

【0069】そして、各スパークプラグは、6気筒ガソ
リンエンジン(排気量2000cc)に取り付け、4メ
チル鉛を0.04質量%含有する有鉛ガソリンを燃料と
して、スロットル全開状態、エンジン回転数5000r
pmにて、中心電極側が負となる極性にて100時間運
転を行なった。運転終了後、接地電極の軸線を含む断面
を光学顕微鏡にて観察し、図12(a)に示すように、
チップ寸法から見積もられる初期発火部断面寸法から
の、断面腐食部面積を測定した。結果を図12(b)に
示す。すなわち、Ir含有量が2〜38質量%、すなわ
ちRh含有量が62〜98質量%の範囲にて、腐食部発
生に伴う断面腐食部面積が小さく、耐鉛腐食性が向上し
ていることがわかる。
Each spark plug is mounted on a 6-cylinder gasoline engine (displacement: 2000 cc), uses leaded gasoline containing 0.04% by mass of 4-methyl lead as fuel, and the throttle is fully opened and the engine speed is 5000 r.
At pm, operation was performed for 100 hours at a polarity where the center electrode side was negative. After the operation, the section including the axis of the ground electrode was observed with an optical microscope, and as shown in FIG.
The area of the cross-sectional corroded portion was measured from the cross-sectional size of the initial firing portion estimated from the chip size. The results are shown in FIG. That is, when the Ir content is in the range of 2 to 38% by mass, that is, the Rh content is in the range of 62 to 98% by mass, the area of the cross-section corroded portion due to the generation of the corroded portion is small, and the lead corrosion resistance is improved. Understand.

【0070】(実施例3)実施例1と同じスパークプラ
グを用いて、四メチル鉛を0.04質量%含有する有鉛
ガソリンを燃料とし、試験時間を90時間とした以外
は、実施例1と同じ条件によりの実機耐久試験を行い、
これを耐鉛腐食性とした。そして、接地電極側発火部に
ついて、チップ寸法から見積もられる初期発火部断面寸
法からの断面腐食部面積が、0.05mm未満のもの
を優(◎)、0.05mm以上0.1mm未満のも
のを良(○)、0.1mm以上0.15mm未満の
ものを可(△)、0.15mm以上のもののものを不
可(×)として評価した。以上の結果を表2に示す。
Example 3 The same spark plug as in Example 1 was used, except that a leaded gasoline containing 0.04% by mass of tetramethyl lead was used as fuel and the test time was 90 hours. Perform an actual machine durability test under the same conditions as
This was designated as lead corrosion resistance. For the ground electrode-side ignition portion, those having a cross-sectional corrosion area of less than 0.05 mm 2 from the initial ignition portion cross-sectional size estimated from the chip size are excellent (◎), and 0.05 mm 2 or more and less than 0.1 mm 2. Were evaluated as good (良), those with 0.1 mm 2 or more and less than 0.15 mm 2 were evaluated as good (△), and those with 0.15 mm 2 or more were evaluated as poor (×). Table 2 shows the above results.

【0071】[0071]

【表2】 [Table 2]

【0072】表1の結果と対照させることにより、発火
部の合金組成として、Rh含有量が62質量%以上とな
るように添加金属元素量を調整したものは、耐火花消耗
性と耐鉛腐食性とを両立できていることがわかる。
In comparison with the results in Table 1, the alloy composition of the ignition portion, in which the amount of the added metal element was adjusted so that the Rh content was 62% by mass or more, was found to be resistant to spark abrasion and lead corrosion. It can be seen that both sexes are compatible.

【0073】(実施例4)実施例1と同形のスパークプ
ラグを、接地電極側の発火部をRh系貴金属により、ま
た、中心電極側の発火部をIr系貴金属により、以下の
3種類にて作製した(接地電極側発火部組成/中心電極
側発火部組成にて表す): Rh−38質量%Ir/Ir−20質量%Rh; Rh−38質量%Ir/Ir−5質量%Pt; 純Rh(純度99質量%以上)/Ir−5質量%P
t。
Fourth Embodiment A spark plug having the same shape as that of the first embodiment is provided in the following three types. The ignition part on the ground electrode side is made of Rh-based noble metal, and the ignition part on the center electrode side is made of Ir-based noble metal. Produced (expressed as ground electrode side firing part composition / center electrode side firing part composition): Rh-38% by mass Ir / Ir-20% by mass Rh; Rh-38% by mass Ir / Ir-5% by mass Pt; Pure Rh (purity 99% by mass or more) / Ir-5% by mass P
t.

【0074】上記3つのスパークプラグにつき、実施例
1と同じ条件の実機耐久性試験及び実施例3と同じ耐鉛
腐食性試験をそれぞれ行ない、同様に評価した。その結
果、耐鉛腐食性に関しては、が○、が○、が◎、
実機耐久性に関しては、、、ともに○であり、い
ずれも良好な結果が得られた。
With respect to the three spark plugs, an actual durability test under the same conditions as in Example 1 and a lead corrosion resistance test under the same conditions as in Example 3 were performed and evaluated in the same manner. As a result, regarding lead corrosion resistance, が, ○, ◎,
Regarding the durability of the actual machine, both were ○, and good results were obtained in all cases.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のスパークプラグの一実施例を示す正面
部分断面図。
FIG. 1 is a front partial sectional view showing one embodiment of a spark plug of the present invention.

【図2】その要部を示す拡大断面図。FIG. 2 is an enlarged sectional view showing a main part thereof.

【図3】その発火部の合金組織の模式図。FIG. 3 is a schematic view of the alloy structure of the ignition portion.

【図4】発火部形成用のチップの、製造方法の一例を示
す説明図。
FIG. 4 is an explanatory view showing an example of a method for manufacturing a chip for forming a firing portion.

【図5】同じくその変形例を示す説明図。FIG. 5 is an explanatory view showing a modified example of the same.

【図6】チップの原料合金インゴットの、製造方法の一
例を示す工程説明図。
FIG. 6 is a process explanatory view showing an example of a method for producing a raw material alloy ingot for chips.

【図7】チップ製造用の合金板材の製造工程説明図。FIG. 7 is an explanatory view of a manufacturing process of an alloy plate material for manufacturing chips.

【図8】発火部の合金組織の一例を拡大して示す模式
図。
FIG. 8 is an enlarged schematic view showing an example of an alloy structure of a firing portion.

【図9】圧延により組織が偏平化する様子を示す模式
図。
FIG. 9 is a schematic view showing a state in which the structure is flattened by rolling.

【図10】本発明のスパークプラグの変形例を示す正面
図。
FIG. 10 is a front view showing a modified example of the spark plug of the present invention.

【図11】接地電極側発火部の形成方法をいくつか例示
して示す説明図。
FIG. 11 is an explanatory view illustrating some examples of a method of forming a ground electrode-side firing portion.

【図12】実施例2の鉛腐食評価方法の説明図及び実験
結果を示すグラフ。
FIG. 12 is an explanatory diagram of a lead corrosion evaluation method of Example 2 and a graph showing experimental results.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 主体金具 2 絶縁体 3 中心電極 4 接地電極 31 発火部 32 対向する発火部 g 火花放電ギャップ REFERENCE SIGNS LIST 1 metal shell 2 insulator 3 center electrode 4 ground electrode 31 firing part 32 opposing firing part g spark discharge gap

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 中心電極と、その中心電極の外側に設け
られた絶縁体と、その絶縁体の外側に設けられた主体金
具と、前記中心電極と対向するように配置された接地電
極と、それら中心電極と接地電極との少なくとも一方に
固着されて火花放電ギャップを形成する発火部とを備
え、 前記発火部が、Rhを主成分とし、さらに添加金属元素
成分として、Re、Ru、Ir、W、Mo及びOsから
選ばれる1種又は2種以上を3〜38質量%の範囲にて
含有するRh系貴金属合金を主体に構成されたことを特
徴とするスパークプラグ。
A center electrode, an insulator provided outside the center electrode, a metal shell provided outside the insulator, and a ground electrode arranged to face the center electrode. An ignition portion fixed to at least one of the center electrode and the ground electrode to form a spark discharge gap, wherein the ignition portion contains Rh as a main component, and further contains Re, Ru, Ir, A spark plug mainly comprising a Rh-based noble metal alloy containing one or more selected from W, Mo and Os in a range of 3 to 38% by mass.
【請求項2】 前記発火部が、主金属元素成分として6
0〜97質量%のRhを含有し、さらに添加金属元素成
分として、Re、Ru、Ir、W、Mo及びOsから選
ばれる1種又は2種以上を3〜35質量%の範囲にて含
有するRh系貴金属合金を主体に構成された請求項1記
載のスパークプラグ。
2. The ignition part according to claim 1, wherein the main metal element component is 6
It contains 0 to 97% by mass of Rh, and further contains one or more selected from Re, Ru, Ir, W, Mo and Os in the range of 3 to 35% by mass as an additional metal element component. 2. The spark plug according to claim 1, wherein the spark plug is mainly composed of a Rh-based noble metal alloy.
【請求項3】 前記添加金属元素成分を5〜15質量%
の範囲にて含有する請求項1記載のスパークプラグ。
3. An amount of the additive metal element component of 5 to 15% by mass.
The spark plug according to claim 1, which is contained in the range of:
【請求項4】 前記添加金属元素成分は、Re、Mo、
Ir及びRuの少なくともいずれかを主体とするもので
ある請求項1ないし3のいずれかに記載のスパークプラ
グ。
4. The additive metal element component includes Re, Mo,
The spark plug according to any one of claims 1 to 3, wherein the spark plug is mainly composed of at least one of Ir and Ru.
【請求項5】 前記発火部のRhの含有量が62〜97
質量%である請求項1ないし4のいずれかに記載のスパ
ークプラグ。
5. The content of Rh in the ignition part is 62 to 97.
The spark plug according to any one of claims 1 to 4, which is in mass%.
【請求項6】 前記接地電極は側面が前記中心電極の先
端面と対向する形にて配置され、該接地電極側に固着さ
れる接地電極側発火部が前記Rh系貴金属合金を主体に
構成される請求項1ないし5のいずれかにに記載のスパ
ークプラグ。
6. The ground electrode is disposed so that a side surface faces a tip end surface of the center electrode, and a ground electrode-side firing portion fixed to the ground electrode side is mainly composed of the Rh-based noble metal alloy. A spark plug according to any one of claims 1 to 5.
【請求項7】 前記中心電極の先端面に中心電極発火部
が固着され、該中心電極側発火部がIrを主成分とする
Ir系貴金属合金を主体に構成される請求項6記載のス
パークプラグ。
7. The spark plug according to claim 6, wherein a center electrode firing portion is fixed to a tip end surface of the center electrode, and the center electrode side firing portion is mainly composed of an Ir-based noble metal alloy containing Ir as a main component. .
【請求項8】 中心電極と、その中心電極の外側に設け
られた絶縁体と、その絶縁体の外側に設けられた主体金
具と、側面が前記中心電極の先端面と対向するように配
置された接地電極と、前記接地電極の側面に固着される
とともに、Rhを主成分とするRh系貴金属を主体に構
成された接地電極側発火部と、前記中心電極の先端面に
固着されるとともにIrを主成分とするIr系貴金属を
主体に構成された中心電極側発火部とを備え、それら接
地電極側発火部と中心電極側発火部との間に火花放電ギ
ャップを形成したことを特徴とするスパークプラグ。
8. A center electrode, an insulator provided outside the center electrode, a metal shell provided outside the insulator, and a side surface arranged to face a tip end surface of the center electrode. A ground electrode, a ground electrode-side ignition portion mainly composed of Rh-based noble metal mainly composed of Rh, and affixed to the tip end surface of the center electrode. And a center electrode-side ignition portion mainly composed of an Ir-based noble metal whose main component is a spark discharge gap formed between the ground electrode-side ignition portion and the center electrode-side ignition portion. Spark plug.
【請求項9】 前記Rh系貴金属はIrを3〜38質量
%含有するものである請求項8記載のスパークプラグ。
9. The spark plug according to claim 8, wherein said Rh-based noble metal contains 3 to 38% by mass of Ir.
【請求項10】 前記Rh系貴金属はIrを13〜30
質量%含有するものである請求項8記載のスパークプラ
グ。
10. The Rh-based noble metal has an Ir of 13 to 30.
The spark plug according to claim 8, wherein the spark plug is contained by mass%.
【請求項11】 前記接地電極の母材がNiを主成分と
するNi系貴金属合金にて構成され、前記接地電極側発
火部は、前記接地電極母材よりもNi含有率の低いNi
含有合金からなる応力緩和層を介して前記母材に接合さ
れている請求項1ないし10のいずれかに記載のスパー
クプラグ。
11. The ground electrode base material is made of a Ni-based noble metal alloy containing Ni as a main component, and the ground electrode-side ignition portion has a Ni content lower than that of the ground electrode base material.
The spark plug according to any one of claims 1 to 10, wherein the spark plug is joined to the base material via a stress relaxation layer made of a contained alloy.
JP2000243571A 1999-08-12 2000-08-11 Spark plug Expired - Fee Related JP4217372B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000243571A JP4217372B2 (en) 1999-08-12 2000-08-11 Spark plug

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22848999 1999-08-12
JP11-228489 1999-08-12
JP2000243571A JP4217372B2 (en) 1999-08-12 2000-08-11 Spark plug

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001118660A true JP2001118660A (en) 2001-04-27
JP4217372B2 JP4217372B2 (en) 2009-01-28

Family

ID=26528282

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000243571A Expired - Fee Related JP4217372B2 (en) 1999-08-12 2000-08-11 Spark plug

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4217372B2 (en)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003007422A (en) * 2001-06-26 2003-01-10 Ngk Spark Plug Co Ltd Method for manufacturing spark plug, and spark plug
WO2004054055A1 (en) * 2002-12-12 2004-06-24 Francesconi Technologie Gmbh Method for the production of electrodes used for high-performance spark plugs
JP2005179782A (en) * 2003-12-23 2005-07-07 General Electric Co <Ge> High temperature alloy, and article made and repaired therewith
JP2005268115A (en) * 2004-03-19 2005-09-29 Furuya Kinzoku:Kk Electrode for spark plug
JP2007213927A (en) * 2006-02-08 2007-08-23 Denso Corp Sparkplug for internal combustion engine
US7288879B2 (en) 2004-09-01 2007-10-30 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Spark plug having ground electrode including precious metal alloy portion containing first, second and third components
JP2008019487A (en) * 2006-07-14 2008-01-31 Ishifuku Metal Ind Co Ltd Rh-BASED ALLOY
JP2008538447A (en) * 2005-04-21 2008-10-23 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング Electrode for spark plug
JP2009037749A (en) * 2007-07-31 2009-02-19 Denso Corp Spark plug for internal combustion engine
US9184570B2 (en) 2012-08-20 2015-11-10 Denso Corporation Spark plug for internal combustion engine of motor vehicles
CN107078472A (en) * 2014-08-01 2017-08-18 庄信万丰股份有限公司 Rhodium alloy
CN107326212A (en) * 2017-06-28 2017-11-07 马梦 A kind of Rh Ru alloy materials and its preparation method and application

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201413723D0 (en) * 2014-08-01 2014-09-17 Johnson Matthey Plc Rhodium alloys

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003007422A (en) * 2001-06-26 2003-01-10 Ngk Spark Plug Co Ltd Method for manufacturing spark plug, and spark plug
JP4652621B2 (en) * 2001-06-26 2011-03-16 日本特殊陶業株式会社 Spark plug manufacturing method and spark plug
WO2004054055A1 (en) * 2002-12-12 2004-06-24 Francesconi Technologie Gmbh Method for the production of electrodes used for high-performance spark plugs
AT412690B (en) * 2002-12-12 2005-05-25 Francesconi Technologie Gmbh METHOD FOR PRODUCING ELECTRODES FOR HIGH-PERFORMANCE SPARK PLUGS
JP2005179782A (en) * 2003-12-23 2005-07-07 General Electric Co <Ge> High temperature alloy, and article made and repaired therewith
JP2005268115A (en) * 2004-03-19 2005-09-29 Furuya Kinzoku:Kk Electrode for spark plug
JP4573548B2 (en) * 2004-03-19 2010-11-04 株式会社フルヤ金属 Spark plug electrode
US7288879B2 (en) 2004-09-01 2007-10-30 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Spark plug having ground electrode including precious metal alloy portion containing first, second and third components
JP2008538447A (en) * 2005-04-21 2008-10-23 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング Electrode for spark plug
JP2007213927A (en) * 2006-02-08 2007-08-23 Denso Corp Sparkplug for internal combustion engine
JP2008019487A (en) * 2006-07-14 2008-01-31 Ishifuku Metal Ind Co Ltd Rh-BASED ALLOY
JP2009037749A (en) * 2007-07-31 2009-02-19 Denso Corp Spark plug for internal combustion engine
US9184570B2 (en) 2012-08-20 2015-11-10 Denso Corporation Spark plug for internal combustion engine of motor vehicles
CN107078472A (en) * 2014-08-01 2017-08-18 庄信万丰股份有限公司 Rhodium alloy
CN107326212A (en) * 2017-06-28 2017-11-07 马梦 A kind of Rh Ru alloy materials and its preparation method and application
CN107326212B (en) * 2017-06-28 2019-06-14 马梦一 A kind of Rh-Ru alloy material and its application

Also Published As

Publication number Publication date
JP4217372B2 (en) 2009-01-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3796342B2 (en) Spark plug and manufacturing method thereof
EP1298768B1 (en) Spark plug
US20130002121A1 (en) Electrode material for a spark plug
EP2581999B1 (en) Spark plug
JP5068347B2 (en) Spark plug
EP1309053B1 (en) Spark plug
US7279827B2 (en) Spark plug with electrode including precious metal
EP2234226A1 (en) Spark plug for internal combustion engine and method of manufacturing the same
JP5619843B2 (en) Spark plug
JP4217372B2 (en) Spark plug
US9184570B2 (en) Spark plug for internal combustion engine of motor vehicles
US20050194878A1 (en) Spark plug
JP4291540B2 (en) Spark plug
US9231380B2 (en) Electrode material for a spark plug
JPH05159857A (en) Spark plug for gaseous fuel engine
JP4262714B2 (en) Spark plug
JP2007227188A (en) Spark plug for internal combustion engine and manufacturing method
JP4223298B2 (en) Spark plug
JP2002359051A (en) Spark plug
JP4368100B2 (en) Spark plug
JP4080015B2 (en) Spark plug
JP2002260819A (en) Spark plug
JP2007227187A (en) Spark plug for internal combustion engine and manufacturing method

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20060609

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060614

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060804

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20070117

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070312

A911 Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20070419

A912 Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

Effective date: 20070608

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20081110

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111114

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111114

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111114

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111114

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121114

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121114

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131114

Year of fee payment: 5

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees